ما هي الكفاءة الأولى لبطاريات الليثيوم أيون؟

أثناء عملية الشحن، يتم إطلاق أيونات الليثيوم من القطب الموجب وتترسب عند القطب السالب. يمكن الحصول على سعة الشحن في برنامج الاختبار. أثناء عملية التفريغ، يفقد الليثيوم عند القطب السالب الإلكترونات لتكوين أيونات الليثيوم، والتي تكون مدمجة في بنية القطب الموجب من خلال الحجاب الحاجز بالكهرباء. يمكن الحصول على قدرة التفريغ في برنامج الاختبار. (سعة الشحن > قدرة التفريغ)

ملاحظة: في بعض الأحيان يكون لدينا أيضًا موقف تكون فيه سعة التفريغ > سعة الشحن. على سبيل المثال، مادة القطب الموجب التي تحتوي على المنغنيز هي بسبب إطلاق أيونات المنغنيز. هذه الظاهرة سوف تدمر هيكل القطب الموجب.

الكفاءة الأولى = سعة التفريغ / سعة الشحن

(يجب أن يكون الشحن الأول والتفريغ)

نصف البطارية: نظرًا لأن القطب السالب عبارة عن ورقة ليثيوم والليثيوم زائد، فإن السبب وراء كون سعة التفريغ أقل من سعة الشحن يرجع بشكل أساسي إلى تدمير هيكل مادة القطب الموجب، مما يتسبب في عدم دمج الليثيوم الذي تم إطلاقه بالكامل مرة أخرى.

البطارية الكاملة: القطب السالب هو بشكل عام من الجرافيت، ويتم توفير كل الليثيوم بواسطة القطب الموجب. يتم استخدام جزء من أيونات الليثيوم لتشكيل طبقة SEI على سطح القطب السالب، لذلك يكون هناك عدد أقل من أيونات الليثيوم التي تعود إلى القطب الموجب. يوضح الشكل التالي منحنى الشحن والتفريغ الأول لبطارية الليثيوم فوسفات الحديد. تتكون مرحلة الشحن من تقسيم السعة التكوينية.

وهذا هو السبب في أن الكفاءة الأولى للبطارية الكاملة تكون عمومًا أقل من الكفاءة الأولى للبطارية النصفية.

الكفاءة الأولى للقطب الموجب (LFP ~ 98%؛ LCO ~ 95%؛ NCM 80% ~ 90%)، الكفاءة الأولى للقطب السالب (الجرافيت> 90٪، وهناك أيضًا فقراء؛ القطب السالب المصنوع من سبائك السيليكون: بشكل عام أقل من 90٪). بشكل عام، يمكن حل الكفاءة الأولى المنخفضة عن طريق تحسين المادة (تقليل مساحة السطح المحددة - زيادة حجم الجسيمات بشكل مناسب، إضافة طبقة التخميل - تصميم أو طلاء المنحل بالكهرباء)؛ والآخر هو زيادة محتوى الليثيوم عن طريق استكمال القطب الموجب بالليثيوم.