Каква е първата ефективност на литиево-йонните батерии?

По време на процеса на зареждане литиевите йони се освобождават от положителния електрод и се утаяват при отрицателния електрод. Капацитетът на зареждане може да бъде получен в тестовия софтуер. По време на процеса на разреждане литият на отрицателния електрод губи електрони, за да образува литиеви йони, които са вградени в структурата на положителния електрод през електролитната диафрагма. Капацитетът на разреждане може да бъде получен в тестовия софтуер. (Капацитет на зареждане > капацитет на разреждане)

PS: Понякога имаме и ситуация, при която капацитетът на разреждане > капацитетът на зареждане. Например материалът на положителния електрод, съдържащ Mn, се дължи на освобождаването на Mn йони. Това явление ще разруши структурата на положителния електрод.

Първа ефективност = капацитет на разреждане / капацитет на зареждане

(Трябва да е първото зареждане и разреждане)

Половин батерия: Тъй като отрицателният електрод е литиев лист и литият е прекомерен, причината, поради която капацитетът на разреждане е по-малък от капацитета на зареждане, се дължи главно на разрушаването на структурата на материала на положителния електрод, което кара лития, който е бил освободен, да не бъде напълно вграден обратно.

Пълна батерия: Отрицателният електрод обикновено е графитен, а целият литий се осигурява от положителния електрод. Част от литиевите йони се използва за образуване на SEI филм върху повърхността на отрицателния електрод, така че има по-малко литиеви йони, които се връщат към положителния електрод. Следващата фигура показва първата крива на зареждане и разреждане на мека батерия с литиево-железен фосфат. Етапът на зареждане се състои от разделяне на формиране-капацитет.

Ето защо първата ефективност на пълна батерия обикновено е по-ниска от първата ефективност на половин батерия.

Първата ефективност на положителния електрод (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), първата ефективност на отрицателния електрод (графит>90%, има и лоши; отрицателен електрод от сплав на базата на силиций: обикновено по-малко от 90%). Като цяло, ниската първа ефективност може да бъде разрешена чрез оптимизиране на материала (намаляване на специфичната повърхност - подходящо увеличаване на размера на частиците, добавяне на пасивиращ слой - електролитен дизайн или покритие); другият е да се увеличи съдържанието на литий чрез допълване на положителния електрод с литий.