The lithium-ion battery is the dominating technology for energy storage, but its degradation is complex and different degradation processes often occur simultaneously. Therefore, it is important to study the degradation phenomena, forecast cell performance, and provide recommendations for cell designers. This work presents a two-dimensional model to analyze the effects of anode overhang on edge lithium plating, using an NMC 111 (Nikel-Manganese-Cobalt) cathode and a graphite anode in a 1M LiPF6 electrolyte with a 3:7 ratio of ethylene carbonate (EC) to ethyl methyl carbonate (EMC). Two scenarios are compared: an anode with and without overhang, with variables such as salt concentration distribution, average lithiation state, and interface potential being examined. It is observed that a well-designed cell with a properly configured anode overhang can mitigate the risk of lithium plating at the anode edge. Additionally, one-dimensional and two-dimensional degradation models of electrolyte dry-out are introduced, with detailed explanations of the mechanisms underlying this phenomenon. Cell performance, including capacity retention, is predicted, and the impact of dry-out on lithium plating is explored. Finally, differences in the degradation patterns between the one-dimensional model and the two- dimensional model are analyzed. The electrolyte dry-out begins at 820 days in the 2D model, which is 200 days later than in the 1D model, where it starts at 620 days. After 2500 cycles, the capacity retention is 50% in the 1D model, compared to 57% in the 2D model under the same conditions. Moreover, in the 1D model, lithium plating occurs at 1.5C, while it is observed only at 2C in the 2D model.

Litiumjonbatteriet är det vanligaste batteriet för energilagring, deras nedbrytning är komplex och olika nedbrytningsprocesser förekommer ofta samtidigt. Därför är det viktigt att studera nedbrytningsfenomenen för att prognostisera cellprestanda och kunna ge rekommendationer för cellkonstruktörer. I detta arbete presenteras en tvådimensionell modell för att analysera effekterna av anodöverhäng för litiumplätering på elektrodkanten, baserat påen NMC 111 (Nikel-Manganese-Cobalt)-katod och en grafitanod i en 1M LiPF6-elektrolyt med ett förhållande på3:7 mellan etylenkarbonat (EC) och etylmetylkarbonat (EMC). Tvåscenarier jämfördes: en anod med och utan överhäng, och variabler som saltkoncentrationsfördelning, genomsnittligt litiseringstillstånd och gränssnittspotential undersöktes. Det visar sig att en väldesignad cell med ett korrekt konfigurerat anodöverhäng kan minska risken för litiumplätering vid anodkanten. Dessutom introduceras endimensionella och tvådimensionella degraderingsmodeller för uttorkning av elektrolyten, med detaljerade förklaringar av de mekanismer som ligger bakom detta fenomen. Cellprestanda, inklusive bibehållen kapacitet, kunde förutspås och uttorkningens inverkan pålitiumplätering undersöktes. Slutligen analyserades skillnaderna i degraderingsmönster mellan den endimensionella modellen och den tvådimensionella modellen. Uttorkningen av elektrolyten börjar efter 820 dagar i 2D-modellen, vilket är 200 dagar senare än i 1D-modellen, där den börjar efter 620 dagar. Efter 2 500 cykler är kapacitetsbibehållningen 50 % i 1D-modellen, jämfört med 57 % i 2D-modellen under samma förhållanden. I 1D-modellen sker dessutom litiumplätering vid 1,5C, medan det endast observeras vid 2C i 2D-modellen.