Enkola y’okuvunda kw’obusobozi bwa bbaatule kye ki?
Enkyukakyuka mu nsengeka y’ebintu .
Ebintu bya katoodi ebisinga okukozesebwa mu kiseera kino okusinga birimu ensengekera ya layeri ey’enjuyi omukaaga eya LIMO2 (nga m=CO, Ni, Mn), ensengekera ya spinel eya Limn2O4, n’ensengekera ya olivine eya LifePO4. Nga tetufuddeeyo ku nsengekera, amasannyalaze ga lithium bwe gaggyamu amasannyalaze okuva mu katodi, okukuuma embeera y’amasannyalaze mu kintu, ekintu eky’ekyuma kifuuka kya oxidized okutuuka ku mbeera ya valensi eya waggulu, ewerekerwako enkola y’enkyukakyuka ya phase. Enkyukakyuka za phase zitera okuleeta enkyukakyuka za phase, kale nga lithium ions zitambula obutasalako ne ziggyamu ensengekera mu kintu, enkyukakyuka ya phase egenda mu maaso, era mu bbanga eggwanvu, kijja kuteeka akabi ku ntebenkevu ya kirisitaalo. Okugerageranya ne anode, obusobozi obutakyukakyuka obutakyukakyuka obuva ku phase shifts n’enkyukakyuka mu bulk structure ya cathode material erina kinene kyebakola ku bulamu bwa battery. Graphite erina ensengekera ya layeri. Bwe kiba layers eziwerako obuwanvu, lithium ions ziyingira mu interlayers mu kiseera kya battery charging ne zigatta ne electrons ezitambuza okuva mu circuit ey’ebweru okukola lithiated graphite, era interlayer spacing yeeyongera mu kiseera kino; Mu kiseera ky’okufulumya, lithium ions zireka graphite interlayers ne zifulumya obusannyalazo ku nkulungo ey’ebweru, nga ziyita mu kuggya okuggyamu n’okuziyiza okw’okwokya, era ebanga wakati w’ebisenge bikendeera mu kiseera kino.
Okusasika kw’ebintu ebikola .
Okusaanuuka kw’ekintu kya katodi kitegeeza enkola ekintu ekikola we kikendeera mpolampola olw’okukulukuta mu kisengejja. Okusaanuuka kw’ebintu bya katoodi ku bbugumu erya waggulu y’emu ku nsonga lwaki bbaatule esobola okuvunda, naddala ng’erina kinene ky’ekola ku nkola y’enzirukanya n’okutereka bbaatule ku bbugumu erya waggulu. Okusaanuuka kw’ebyuma ebikyukakyuka wansi w’embeera ezimu kizibu ekibeerawo mu bintu byonna ebya Limo2 cathode. Ensonga enkulu lwaki okusaanuuka kw’ekintu ekikola kivaako okwonooneka kw’omulimu gwa bbaatule ze zino: $\\textcirled{1}$ okusaanuuka kw’ebintu eby’ekyuma kivaako butereevu okukendeeza ku kintu ekikola, ekivaako okufiirwa obusobozi bwa bbaatule; $\\textcircled{2}$ Okusaanuuka kw’ekintu kya katodi kuleeta okuvunda kw’ensengekera y’ekintu n’okutondebwa kw’ebintu ebitaliiko kemiko ku ngulu w’obutundutundu, ekiremesa okutambuza amasannyalaze ga lithiyamu mu kintu kya electrode; $\\textcircled{3}$ amasannyalaze g’ebyuma agakulukuta agali mu electrolyte gasenguka ne gagenda ku anode mu electrolyte ne gateeka ku anode surface mu ngeri y’ekyuma oba omunnyo wansi wa potential entono, era ebifo bino tekyewalika bikosa obutebenkevu n’obugumu bwa sei film ku anode surface, ekivaamu okweyongera kw’obusannyalazo obusannyalazo polarization n’okwongera ku busimu bwa bbaatule munda. N’olwekyo, ekikolwa ky’okusaanuuka kw’ebintu ebikola ku kisannyalazo tekikoma ku kusaanuuka wabula n’ebizibu ebisingako ebireetebwa okusaanuuka kw’ebyuma ebikyukakyuka.
Enkozesa ya ion za lithium .
Mu nteekateeka ya bbaatule za lithium-, obusobozi bwa bbaatule okutwalira awamu busingako katono ku bwa katodi, era amasannyalaze ga lithium agasobola okuddamu okukozesebwa nago gaweebwa katodi. N’olwekyo, okuyingiza n’okuggya amasannyalaze ga lithium mu ngeri ekyukakyuka wakati wa katodi ne anode bye bisalawo obusobozi bwa bbaatule. Mu nkola ya charge ne discharge esooka, firimu ya SEI ekolebwa ku anode surface. Ebitundu ebikulu ebya firimu eno ey’obutakola (passivation film) bye bintu eby’enjawulo ebitali biramu nga Li2CO3, LIF, LI2O, LIOH n’ebitundu eby’enjawulo nga Roco2li, Roli, ne (Roco2)2li. Bwe kityo, lithium ions ezimu zikozesebwa, era okufiirwa kuno obusobozi tekuddamu. Enkola ya anode ekwatagana nnyo n’enkula n’obutebenkevu bwa firimu ya SEI, era obusobozi bw’okukola firimu ya SEI enywevu ku ngulu kwa anode erina ekitalina kukwata ku nkola ya bbaatule. Okutondebwa kwa firimu ya SEI kulya amasannyalaze ga lithium agakoma mu bbaatule. Singa firimu ya SEI eyonoonebwa obutasalako mu kiseera ky’enzirukanya, olwo enkola ya oxidation ku anode/electrolyte interface ejja kubaawo obutasalako okukola firimu empya eya SEI. Enkola eno enywa lithium ions ezikoma eziweebwa katodi mu nkola, era okukendeeza kwa lithium ions active kivaako okuvunda kw’obusobozi. Okukendeera kwa lithium ions mu electrolyte kivaako okukendeera mu conductivity ya electrolyte, era okufiirwa lithium ions mu cathode material kireeta obutakwatagana wakati w’obusannyalazo obubiri obwa battery.
Okweyongera mu buziyiza obw’omunda .
Mu kiseera ekiwanvu-okutambula kwa bbaatule okw’ekiseera, okweyongera kw’obuziyiza obw’omunda nakyo nsonga nkulu eri okuvunda kw’obusobozi. Waliwo ensonga nnyingi eziviirako okuziyiza okw’omunda okweyongera, okusinga okuva mu nsonga bbiri: $\\textcircled{1}$ ensengekera y’okwokya okubeerawo ku kiyungo kya electrode/electrolyte mu electrolyte ereeta okweyongera mu kuziyiza kwa firimu okw’okungulu okw’obusannyalazo, n’obutabeera mu ntebenkevu bwa firimu ya anode sei, okukola firimu empya ez’okungulu mu kiseera ky’enzirukanya mu kiseera ky’enzirukanya, n’ebirala. $\\textcircled{2}$ Okusaanuuka kwa ayoni z’ekyuma mu katodi mu kisengejja, era amasannyalaze g’ekyuma agasaanuuse agasaanuuse gasenguka ne gagenda mu anode okuyita mu kiyungo n’okuteeka ku ngulu kwa anode mu ngeri y’ekyuma oba omunnyo, ekivaamu okwongera ku buziba bwa 'electrode polarization'. Okugatta ku ekyo, okunoonyereza era kukakasizza nti okukulukuta kw’omukung’aanya aliwo kati nakyo kisobola okuvaako okweyongera kw’obuziyiza obw’omunda, naye ekikolwa kino kitono nnyo wansi w’ensonga y’okusooka okujjanjaba omukung’aanya w’akaseera kano. Okweyongera mu buziyiza obw’omunda kuleeta okukendeera mu density y’amasoboza n’obusobozi naddala ku anode, ensengekera okubeerawo ku electrode/electrolyte interface y’ensonga enkulu evuddeko okukaddiwa kwa anode.
