リチウム-イオン電池セルを 4.2V 以上に過充電すると、副作用が発生し始めます。過充電電圧が高いほど危険は大きくなります。電圧が4.2Vを超えると、正極材料中に残るリチウム原子は半分未満になります。この時点で、蓄電池が崩壊し、永久的な容量損失が発生することがよくあります。充電を続けると、負極蓄電池はすでにリチウム原子で満たされているため、その後のリチウム金属が負極材料の表面に蓄積します。このリチウム原子は、負極表面からリチウムイオンの発生方向に沿って樹枝状結晶として成長していきます。これらのリチウム金属結晶はセパレーターを貫通し、正極と負極の間で短絡を引き起こす可能性があります。場合によっては、短絡が起こる前にバッテリーが爆発することがあります。これは、過充電中に電解液やその他の材料が分解してガスが発生し、そのガスがバッテリーケースや圧力バルブを膨らませて破裂させ、酸素が侵入して負極表面に蓄積されたリチウム原子と反応して爆発につながるためです。
したがって、リチウムイオン電池を充電するときは、電池寿命、容量、安全性のバランスをとるために電圧の上限を設定することが不可欠です。理想的な充電電圧の上限は 4.2V です。リチウム-イオン電池セルには、放電中の電圧の下限もあります。セル電圧が 2.4V を下回ると、一部の材料が劣化し始めます。さらに、バッテリーは自己放電するため、放電が長くなるほど電圧は低下します。-したがって、停止する前に 2.4V まで放電しないことが最善です。 3.0V から 2.4V への放電プロセス中に、リチウムイオン電池から放出されるエネルギーは、その容量の約 3% に過ぎません。-。したがって、3.0V が理想的な放電終止電圧となります。電圧制限に加えて、充電および放電中に電流制限も必要です。電流が高すぎると、リチウムイオンが蓄電池に入る時間がなくなり、材料の表面に蓄積されます。
