Litium-ion batareyalarının ilk səmərəliliyi nədir?

Doldurma prosesi zamanı litium ionları müsbət elektroddan ayrılır və mənfi elektrodda çökür. Doldurma qabiliyyəti test proqramında əldə edilə bilər. Boşalma prosesi zamanı mənfi elektroddakı litium elektrolit diafraqması vasitəsilə müsbət elektrod strukturuna daxil olan litium ionlarını yaratmaq üçün elektronları itirir. Boşaltma qabiliyyəti test proqramında əldə edilə bilər. (Şarj tutumu > boşaltma qabiliyyəti)

P.S: Bəzən bizdə belə bir vəziyyət olur ki, axıdma qabiliyyəti > doldurma qabiliyyəti. Məsələn, Mn olan müsbət elektrod materialı Mn ionlarının buraxılması ilə əlaqədardır. Bu fenomen müsbət elektrod quruluşunu məhv edəcəkdir.

Birinci səmərəlilik = boşaltma qabiliyyəti / doldurma qabiliyyəti

(İlk yükləmə və boşalma olmalıdır)

Yarım batareya: Mənfi elektrod bir litium təbəqə olduğundan və litium həddindən artıq olduğundan, boşalma qabiliyyətinin doldurma qabiliyyətindən az olmasının səbəbi, əsasən müsbət elektrod materialının strukturunun məhv edilməsi ilə əlaqədardır ki, bu da sərbəst buraxılan litiumun geriyə tam daxil edilməməsinə səbəb olur.

Tam batareya: Mənfi elektrod ümumiyyətlə qrafitdir və bütün litium müsbət elektrod tərəfindən təmin edilir. Litium ionlarının bir hissəsi mənfi elektrodun səthində SEI filmi yaratmaq üçün istifadə olunur, buna görə də müsbət elektroda qayıdan litium ionları daha azdır. Aşağıdakı şəkildə litium dəmir fosfat yumşaq paket batareyasının ilk doldurulması və boşaldılması əyrisi göstərilir. Doldurma mərhələsi formalaşma-tutum bölməsindən ibarətdir.

Bu səbəbdən tam batareyanın ilk səmərəliliyi ümumiyyətlə yarım batareyanın ilk səmərəliliyindən aşağı olur.

Müsbət elektrodun ilk səmərəliliyi (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), mənfi elektrodun ilk səmərəliliyi (qrafit>90%, zəif olanlar da var; silikon əsaslı ərintisi mənfi elektrod: ümumiyyətlə 90% -dən az). Ümumiyyətlə, aşağı ilk səmərəliliyi materialın optimallaşdırılması ilə həll edilə bilər (xüsusi səth sahəsinin azaldılması - müvafiq olaraq hissəcik ölçüsünün artırılması, passivasiya qatının əlavə edilməsi - elektrolit dizaynı və ya örtük); digəri isə müsbət elektrodu litiumla əlavə etməklə litiumun tərkibini artırmaqdır.