-لیتھیم-آئن بیٹریوں کا زیادہ ڈسچارج براہ راست لیتھیم پلیٹنگ کو متحرک نہیں کرتا ہے، لیکن یہ ضمنی رد عمل کا ایک سلسلہ شروع کرتا ہے جو بعد میں چارجنگ کے دوران بالواسطہ طور پر لیتھیم پلیٹنگ کے خطرے کو بڑھاتا ہے۔
زائد- خارج ہونے کے براہ راست نتائج
تانبے کے ورق کی تحلیل اور کاپر ڈینڈرائٹ کی تشکیل
جب-سے زیادہ غیر معمولی طور پر زیادہ منفی الیکٹروڈ پوٹینشل (عام طور پر 1.5 V بمقابلہ Li/Li⁺ سے زیادہ) پر خارج ہو جاتا ہے، تو انوڈ پر تانبے کا کرنٹ کلیکٹر Cu²⁺ آئنز پیدا کرنے کے لیے آکسیڈیٹیو تحلیل سے گزرتا ہے۔ کیتھوڈ میں منتقل ہونے کے بعد، Cu²⁺ آئن دھاتی تانبے میں کم ہو جاتے ہیں اور تانبے کی ڈینڈرائٹس بنانے کے لیے جمع ہو جاتے ہیں۔ یہ ڈینڈرائٹس الگ کرنے والے کو چھید سکتے ہیں اور اندرونی شارٹ سرکٹ پیدا کر سکتے ہیں۔
SEI فلم سڑنا اور گیس پیدا کرنا
زیادہ{0}} خارج ہونے سے اینوڈ سے ضرورت سے زیادہ لتیم ڈیانٹرکلیشن ہوتا ہے۔ SEI فلم گل جاتی ہے، گرمی اور گیسیں (جیسے CO اور H₂) خارج کرتی ہے، جو بیٹری کی سوجن کو بڑھاتی ہے۔
اوور-ڈسچارج اور لیتھیم چڑھانا کے درمیان بالواسطہ لنک
بعد میں چارجنگ میں بلند لتیم پلیٹنگ کا خطرہ
زیادہ سے زیادہ خارج ہونے سے بیٹری کی اندرونی ساخت کو نقصان پہنچتا ہے (مثلاً ٹوٹی ہوئی SEI فلم، کاپر ڈینڈرائٹ جنریشن) اور اندرونی مزاحمت کو بڑھاتا ہے۔ اگر چارجنگ ایسی شرائط کے تحت کی جاتی ہے تو درج ذیل مسائل پیدا ہوں گے:
بگڑتی ہوئی حرکیاتی حالت: خراب انوڈ انٹرفیس اور استعمال شدہ الیکٹرولائٹ لتیم- آئن انٹرکلیشن میں رکاوٹ، آسانی سے انوڈ پوٹینشل کو 0 V سے نیچے کھینچتا ہے اور لتیم پلیٹنگ کو متحرک کرتا ہے۔
مقامی کرنٹ کی کثافت میں اضافہ: کاپر ڈینڈرائٹس یا الگ کرنے والی رکاوٹیں مقامی پولرائزیشن کا سبب بن سکتی ہیں اور لتیم چڑھانا کو تیز کر سکتی ہیں۔
تجرباتی ثبوت
جب زیادہ-ڈسچارج شدہ بیٹریاں چارج کی جاتی ہیں، تو انوڈ کی سطح پر سیاہ دھبوں کے ساتھ آف-سفید لتیم پلیٹنگ زون (لیتھیم-فری ریجنز) نمودار ہو سکتے ہیں، یہ ثابت کرتے ہیں کہ لتیم پلیٹنگ زیادہ ڈسچارج کی وجہ سے انٹرفیس کو پہنچنے والے نقصان سے منسلک ہے۔
لتیم چڑھانا کے لیے ٹرگر شرائط
لتیم چڑھانا فطری طور پر چارجنگ کے دوران ہوتا ہے اور اس کے لیے دو شرائط کی ضرورت ہوتی ہے:
تھرموڈینامک حالت: انوڈ پوٹینشل 0 V سے کم یا اس کے برابر (بمقابلہ Li/Li⁺)۔
حرکی حالت: لتیم-آئن کے تعامل کی شرح لتیم جمع کرنے کی شرح سے کم ہے (مثلاً، کم درجہ حرارت، اعلی-ریٹ چارجنگ)۔
جب کہ-زیادہ خارج ہونے والا مادہ آزادانہ طور پر لتیم پلیٹنگ کی تھرموڈینامک ضرورت کو پورا نہیں کر سکتا، یہ بیٹری کے ڈھانچے سے سمجھوتہ کرتا ہے اور پوشیدہ خطرات پیدا کرتا ہے جو بعد میں چارجنگ کے دوران لیتھیم پلیٹنگ کے حالات کو فعال کرتا ہے۔
نتیجہ
زیادہ ڈسچارج تین میکانزم کے ذریعے بالواسطہ طور پر بعد میں چارجنگ میں لیتھیم پلیٹنگ کے خطرے کو تیزی سے بڑھاتا ہے: تانبے کے ڈینڈرائٹس سے اندرونی شارٹ سرکٹ، SEI فلم کا سڑنا، اور انٹرفیس کو شدید نقصان۔ عملی ایپلی کیشنز کے لیے، اوور-ڈسچارج کو سختی سے روکنا چاہیے (مثلاً، ڈسچارج کٹ-آف وولٹیج کو ترتیب دے کر)۔ زیادہ-ڈسچارج ہونے کے بعد، حفاظتی خطرات کو کم کرنے کے لیے قدامت پسند چارجنگ پروٹوکول (مثلاً، کم-موجودہ ریکوری چارجنگ) کو اپنایا جانا چاہیے۔
