Hvorfor aflejres lithium ikke ved katoden?

Lithiummetallet, på grund af dets meget reaktive natur, gennemgår direkte kemisk reaktion med opløsningen af ​​elektrolytten, så snart det aflejres på katoden, hvilket fører til dannelsen af ​​en solid elektrolytgrænseflade (SEI) i stedet for at danne lithiumklynger. Under opladningen af ​​batteriet har cellens negative terminal for mange elektroner fra strømforsyningen. Disse elektroner rejser til katodematerialet som lithiumioner via en flydende elektrolyt. Lithium indlejres i overgangsmetaloxiderne i katoden som LiMn2O4 eller LiCoO2.

Her er nogle grunde til, at lithium ikke aflejres ved katoden:

Elektrolytnedbrydning :Lithiummetal er meget reaktivt og kan nemt reagere med elektrolytten, hvilket fører til dannelsen af ​​et solid electrolyte interface (SEI) lag på overfladen af ​​katoden. Dette SEI-lag forhindrer yderligere aflejring af lithiummetal.

Højt overpotentiale :Det elektrokemiske potentiale, der kræves til lithiumaflejring, er højere end potentialet for andre reaktioner, såsom brintudvikling eller oxygenudvikling. Det betyder, at lithiummetal ikke aflejres, før disse andre reaktioner har fundet sted.

Lav opløselighed :Lithiummetal har en lav opløselighed i organiske opløsningsmidler, som typisk bruges som elektrolytter i lithium-ion-batterier. Dette betyder, at lithiummetal har en tendens til at udfælde ud af elektrolytten og danne faste klynger i stedet for at blive aflejret ved katoden.