Het lithiummetaal ondergaat, vanwege zijn zeer reactieve aard, direct een chemische reactie met de oplossing van de elektrolyt zodra het op de kathode wordt afgezet, wat leidt tot de vorming van een vast elektrolytgrensvlak (SEI) in plaats van de vorming van lithiumclusters. Tijdens het opladen van de batterij heeft de negatieve pool van de cel overtollige elektronen uit de voeding. Deze elektronen reizen als lithiumionen via een vloeibare elektrolyt naar het kathodemateriaal. Lithium wordt geïntercaleerd in de overgangsmetaaloxiden die in de kathode aanwezig zijn als LiMn2O4 of LiCoO2.

Hier zijn enkele redenen waarom lithium niet wordt afgezet bij de kathode:

Afbraak van elektrolyten :Lithiummetaal is zeer reactief en kan gemakkelijk reageren met de elektrolyt, wat leidt tot de vorming van een vaste elektrolytinterfacelaag (SEI) op het oppervlak van de kathode. Deze SEI-laag voorkomt verdere afzetting van lithiummetaal.

Hoog overpotentieel :Het elektrochemische potentieel dat nodig is voor de afzetting van lithium is hoger dan het potentieel voor andere reacties, zoals waterstofontwikkeling of zuurstofontwikkeling. Dit betekent dat lithiummetaal pas wordt afgezet als deze andere reacties hebben plaatsgevonden.

Lage oplosbaarheid :Lithiummetaal heeft een lage oplosbaarheid in organische oplosmiddelen, die doorgaans worden gebruikt als elektrolyten in lithium-ionbatterijen. Dit betekent dat lithiummetaal de neiging heeft uit de elektrolyt neer te slaan en vaste clusters te vormen, in plaats van te worden afgezet bij de kathode.