يمكن تحليل أسباب المقاومة الداخلية غير الطبيعية لبطاريات الليثيوم أيون بالاشتراك مع المواد والعمليات وظروف الاستخدام وجوانب أخرى:
العوامل المادية والهيكلية
1. مشاكل مواد الأقطاب الكهربائية
- يؤدي ضعف توصيل المواد الفعالة للأقطاب الموجبة والسالبة أو وجود مواد رابطة زائدة أو موزعة بشكل غير متساوٍ إلى إعاقة توصيل الإلكترونات.
- يؤدي تأكسد أو ضعف اتصال جامع التيار المصنوع من رقائق النحاس أو الألومنيوم إلى زيادة المقاومة الداخلية الأومية.
2. خلل في توازن الكهارل
- يمكن أن يؤدي عدم كفاية الإلكتروليت أو قدمه (الرطوبة الزائدة، تحلل المذيب) إلى إعاقة نقل الأيونات.
- يؤدي وجود كمية زائدة من الإلكتروليت إلى زيادة المقاومة الداخلية ويؤثر على استقرار تركيز أيونات الليثيوم.
3. عيوب الفواصل
- يؤدي انخفاض المسامية أو زيادة سمك الفاصل إلى تقييد هجرة أيونات الليثيوم.
عيوب الصنعة والتصنيع
1. مشاكل الأقطاب الكهربائية والوصلات
- يمكن أن يؤدي عدم انتظام سمك طلاء القطب الكهربائي، أو كثافة الضغط المفرطة، أو اللحام الضعيف للوصلات (مثل اللحامات الباردة) إلى كثافة تيار محلية مفرطة.
- مقاومة داخلية عالية بين البرشام ولوحة الضغط، أو عدم كفاية المادة المضافة الموصلة للقطب الموجب.
2. عدم كفاية التكوين المسبق.
- لا تتشكل طبقة SEI بشكل مستقر، وتستمر المقاومة الداخلية في الزيادة أثناء دورات الشحن والتفريغ.
عوامل الاستخدام والتقادم
1. تأثير فرط التفريغ
- يمكن أن يؤدي التفريغ الزائد إلى تلف طبقة الجرافيت في القطب السالب، وإذابة أيونات النحاس في القطب الموجب، وسد الفاصل، وزيادة المقاومة الداخلية الأومية ومعاوقة نقل الشحنة.
- يمكن أن يؤدي التفريغ المفرط الشديد إلى تحلل طبقة SEI، مما يزيد من المقاومة الداخلية.
2. فقدان درجة الحرارة والدورة
- تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع تحلل الإلكتروليت، بينما تقلل درجات الحرارة المنخفضة من حركة الأيونات، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة الداخلية.
- بعد دورات طويلة الأمد، ينهار هيكل مادة القطب الموجب، ويزداد سمك طبقة SEI للقطب السالب، وتزداد مقاومة نقل الشحنة.
3. ضعف اتساق حزمة البطارية
- تؤدي الاختلافات في السعة أو معدل التفريغ الذاتي بين خلايا البطارية إلى جهد غير متناسق ومقاومة داخلية غير طبيعية.
عوامل أخرى
- الدوائر القصيرة الدقيقة: يمكن أن تتسبب الشوائب المعدنية أو تلف الغشاء أثناء عملية الإنتاج في زيادة التيار الموضعي والمقاومة الداخلية غير الطبيعية.
- فشل الختم: يؤدي تسرب الغاز/السائل بعد الاستخدام طويل الأمد إلى حدوث تفاعلات كيميائية داخلية، مما يزيد من المقاومة الداخلية.
