为什么Overhang越大,越容易造成析锂
在很多人的印象中,Overhang的目的是为了有助于正极的锂离子能更顺利的嵌入负极中,有助于减轻析锂的发生。而Overhang越大,越容易析锂,很多人一时半会理解不来。
先来认识Overhang

一般设计Overhang的尺寸为1-3mm。
Overhang过大,造成析锂的原因
主要原因是锂在负极的扩散和锂离子的脱嵌并不完全是垂直进行的,还有横向的重新分布。
请看下面详细分析:

a)电池充电至4.15V(b)在充电4.15V后60°存储一周(c)b图电池放电到3V
上图为NCM正极和石墨负极组成的全电池,其中overhang设计为3mm。
图a,在充电至4.15V后,拆解电池,overhang显示黑色,表明overhang区域SOC较低。
图b,60°存储一周后,可以清楚的看到边缘区域发生了电荷移动,overhang区域变成红色,说明一部分锂离子扩散到overhang区。其他文献存储时间更长,两个区域的颜色会达到基本一致。也就是说,只要时间足够长,锂离子会迁移到边缘,以达到平衡状态。
图c,为满电存储一周后,然后放电,放电结束便拆解电池。从c图可以看出,overhang下方依旧为红色,但相比b图,颜色有所变淡,说明有离子转移。另外overhang上方区域,箭头所指区域,颜色几乎变成黑色,说明此处的离子转移较多。从C图的结论,我们可以得出:即使放电后,Overhang区域仍存在未脱嵌的锂。也就是说,从正极正对着的负极区域横向扩散到overhang区域的锂离子,并不能完全回到正极,而这些Li会持续堆积,形成析锂。而如果overhang比较小,它是可以回到正极的。因此,Overhang区域并不是越大越好,需要满足设计要求的情况下,尽可能减小其区域,以避免析锂发生。
