ผลกระทบของบาร์เรลในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่
ในระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่สมัยใหม่ (BESS) การจัดการระบายความร้อนเป็นมากกว่าแค่การรักษาอุณหภูมิการทำงานโดยรวมที่ปลอดภัย วัตถุประสงค์ที่สำคัญแต่มักถูกมองข้ามคือการลดความแตกต่างของอุณหภูมิของเซลล์แต่ละเซลล์ให้เหลือน้อยที่สุดภายในชุดระบบเดียวกัน เมื่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในเซลล์เกินขีดจำกัดที่เหมาะสม ความแตกต่างในลักษณะการทำงานของเซลล์แต่ละเซลล์จะกระตุ้นให้เกิด "เอฟเฟกต์บาร์เรล" แบบคลาสสิกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งประสิทธิภาพของทั้งระบบถูกกำหนดโดยเซลล์ที่อ่อนแอที่สุด
การชุบลิเธียมและกลไกการเกิดเดนไดรต์
ในระหว่างรอบการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม- ไอออนลิเธียมจะย้ายจากขั้วบวกไปยังขั้วบวกกราไฟท์ลบ ตามหลักการแล้ว ไอออนเหล่านี้ควรแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างชั้นของกราไฟท์ได้อย่างราบรื่น อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะการทำงานที่ไม่เหมาะ- ลิเธียมไอออนจะไม่สามารถฝังตัวได้อย่างเหมาะสม แต่จะรับอิเล็กตรอนโดยตรงที่พื้นผิวขั้วบวก และลดลงจนเกิดการสะสมของลิเธียมโลหะ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เป็นอันตรายที่เรียกว่าการชุบลิเธียม (Li Plating)
เมื่อลิเธียมโลหะนี้ยังคงสะสมอยู่ มันก็จะเติบโตอย่างไม่สม่ำเสมอจนกลายเป็นรูปร่างผลึกที่แตกต่างกันออกไป คล้ายกับกิ่งก้านของต้นไม้ เข็ม หรือหนวด ซึ่งจัดรวมกันเป็นลิเธียมเดนไดรต์ การสะสมที่ไม่สามารถควบคุมได้นี้ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรง หากเดนไดรต์เติบโตนานพอที่จะเจาะตัวแยกโพลีเมอร์ภายในได้ มันจะสร้างทางเดินไฟฟ้าโดยตรงไปยังอิเล็กโทรดบวก ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในที่ร้ายแรงซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนหนีจากความร้อนได้
ความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์และข้อจำกัดทางจลนศาสตร์
การเจริญเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ถูกควบคุมโดยปัจจัยทางอุณหพลศาสตร์และจลน์ศาสตร์ร่วมกัน จากมุมมองทางอุณหพลศาสตร์ กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจาก "ผลกระทบของทิป" การยื่นออกมาด้วยกล้องจุลทรรศน์บนพื้นผิวแอโนดจะสร้างพื้นที่ที่มีความเข้มของสนามไฟฟ้าและความหนาแน่นกระแสสูงเป็นพิเศษ การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของพลังงานเฉพาะจุดนี้จะดึงดูดลิเธียมไอออนที่เข้ามาเป็นพิเศษ โดยเร่งการรีดักชันและการสะสมที่ส่วนปลาย ทำให้เกิด-การเสริมกำลังวงจรป้อนกลับเชิงบวกของการเติบโตของเดนไดรต์
จากมุมมองด้านจลน์ศาสตร์ ข้อจำกัดเกิดจากอัตราการขนส่งที่ไม่ตรงกันและความผิดปกติของโครงสร้าง เมื่อกระแสไฟชาร์จสูงเกินไปหรืออุณหภูมิโดยรอบลดลงต่ำเกินไป ความเร็วการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนจะต่ำกว่าอัตราปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ส่งผลให้เกิดการขาดดุลลิเธียมไอออนอย่างรุนแรง-ที่ส่วนต่อประสาน นอกจากนี้ ความอ่อนแอทางกล องค์ประกอบทางเคมีที่ไม่สม่ำเสมอ และความหนาที่ไม่สอดคล้องกันภายในเมมเบรน Solid Electrolyte Interphase (SEI) บังคับให้ลิเธียมไอออนเจาะผ่านจุดที่อ่อนแอที่สุดได้เป็นพิเศษ เจาะชั้น SEI และเร่งการแพร่กระจายของเดนไดรต์