バッテリーが過充電されると、風船が膨張し続け、内圧が止まらずに上昇するような状態になります。
一般的に使用されている三元系リチウムイオン電池を例に挙げます。
通常の充電カットオフ電圧は約 4.2 V です。このしきい値を超えて充電が続くと、バッテリー内で一連の複雑で危険な化学反応が発生します。
電解液が分解してガスが発生し、内部圧力が上昇してバッテリー ケースが変形したり、場合によっては破裂する可能性があります。さらに悪いことに、負極の表面にリチウム樹枝状結晶が形成されます。鋭く小さな針に似たこれらの成長する樹状突起は、バッテリーの内部セパレーターを突き刺す可能性が高くなります。
セパレータに穴が開くと、正極と負極が直接接触し、内部短絡が発生します。これにより、瞬時に膨大なエネルギーが放出され、熱暴走が引き起こされ、最終的にはバッテリーの発火や爆発につながることもあります。
リチウムイオン電池の放電終止電圧の範囲は約 2.5 V ～ 3.0 V で、正確な値は電池の化学組成と設計によって決まります。
バッテリーが過放電すると、電極材料に不可逆的な変化が起こり、バッテリーの容量が直接低下し、バッテリーが蓄積および放電できる電荷量が大幅に減少します。
その一方で、電解液が分解し、負極を覆うSEI膜上で反応が起こりガスが発生し、電池セルが若干膨らみ、内部抵抗が上昇します。
極度に過放電したバッテリーは永続的な故障に見舞われ、充電できなくなる可能性があります。たとえ再充電が可能であっても、充電効率が極端に低下します。
