ในการใช้งาน ลิเธียมไอออนจะเคลื่อนเข้าและออกจากแอโนด ซึ่งมักทำจากอนุภาคกราไฟท์ ไอออนเลื่อนไปมาระหว่างอะตอมของคาร์บอนในกระบวนการที่เรียกว่าการแทรกสอด (ดูแผนภาพ).
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่เร็วเกินไป ลิเธียมไอออนมักจะรวมตัวกันที่พื้นผิวของแอโนด ส่งผลให้พฤติกรรม 'การชุบ' เสียหาย
“การชุบเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่บกพร่องในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว” Daniel Abraham นักวิทยาศาสตร์ของ Argonne กล่าว ”ในขณะที่เราชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว เราพบว่านอกจากการชุบบนพื้นผิวแอโนดแล้ว ยังมีผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาก่อตัวขึ้นภายในรูพรุนของอิเล็กโทรด”
ทีมงานใช้การส่องผ่านคลื่นความถี่นาโนอิเล็กตรอนแบบส่องกราดเพื่อสังเกตที่ระดับอะตอม ทีมงานเห็นโครงข่ายคาร์บอนใกล้พื้นผิวของอนุภาคบิดเบี้ยวอย่างถาวรจากการชาร์จอย่างรวดเร็วซ้ำๆ (ที่อุณหภูมิสูงถึง 6 องศาเซลเซียส) ความผิดปกติของโครงตาข่ายถึง ~ 20 นาโนเมตรในอนุภาคและยับยั้งไอออนจากการลอยเข้าไปในขอบตาข่ายเพื่อสอดแทรก แทนที่จะชุบบนพื้นผิวอนุภาค
“ยิ่งเราชาร์จแบตเตอรี่ได้เร็วเท่าไหร่ แอโนดก็จะยิ่งผิดปกติมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ไปมาได้ในที่สุด” อับราฮัมกล่าว "กุญแจสำคัญคือการหาวิธีป้องกันการสูญเสียองค์กรหรือปรับเปลี่ยนอนุภาคกราไฟท์เพื่อให้ไอออนลิเธียมสามารถแทรกแซงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น"
งานนี้ได้อธิบายไว้ในบทความเรื่อง 'ความผิดปกติที่เพิ่มขึ้นที่ขอบอนุภาคกราไฟท์ที่เปิดเผยโดยการกำหนดลักษณะสเกลหลายช่วงของแอโนดจากเซลล์ลิเธียมไอออนที่มีประจุไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว' ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Electrochemical Society ซึ่งอธิบายกลไกความเสียหายอื่นๆ ด้วย วิเคราะห์ในโครงการที่ครอบคลุมกับมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign