Kullanım sırasında lityum iyonları, genellikle grafit parçacıklarından yapılan anodun içine ve dışına doğru hareket eder. İyonlar, interkalasyon adı verilen bir işlemle karbon atomları arasında kayar (diyagrama bakınız).
Bir pil çok hızlı şarj edildiğinde, lityum iyonları anot yüzeyinin üzerinde birikme eğilimi gösterir ve bu da zarar verici 'kaplama' davranışına neden olur.
Argonne bilim insanı Daniel Abraham, "Kaplama, hızlı şarj sırasında pil performansının bozulmasının ana nedenlerinden biri" dedi. "Pili hızlı bir şekilde şarj ettiğimizde, anot yüzeyindeki kaplamaya ek olarak elektrot gözeneklerinin içinde reaksiyon ürünlerinin de oluştuğunu gördük."
Atomik düzeyde gözlem yapmak için taramalı elektron nano kırınımı kullanan ekip, parçacıkların yüzeyine yakın karbon kafesinin tekrarlanan hızlı şarj nedeniyle (6°C'ye kadar) kalıcı olarak bozulduğunu gördü. Kafes bozukluğu parçacık içinde ~20nm'ye ulaştı ve iyonların kafes kenarına doğru sürüklenerek ara katmanlara girmesini engelledi. Bunun yerine parçacık yüzeyine kaplama yaptılar.
Abraham, "Pilimizi ne kadar hızlı şarj edersek, anot atomik olarak o kadar düzensiz hale gelecek ve bu da lityum iyonlarının ileri geri hareket etmesini engelleyecektir" dedi. "Önemli olan, ya bu organizasyon kaybını önlemenin yollarını bulmak ya da lityum iyonlarının daha verimli bir şekilde araya girebilmesi için grafit parçacıklarını bir şekilde değiştirmek."
Çalışma, diğer hasar mekanizmalarını da açıklayan, Journal of the Electrochemical Society'de yayınlanan, kapsamlı ve net bir şekilde yazılmış 'Hızlı şarjlı lityum iyon hücrelerinden anotların çok uzunluklu ölçekli karakterizasyonuyla ortaya çıkan grafit parçacık kenarlarında artan bozukluk' makalesinde anlatılmaktadır. Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi ile kapsamlı bir projede analiz edildi.