Jaká je první účinnost lithium-iontových baterií?

Během nabíjecího procesu se ionty lithia uvolňují z kladné elektrody a vysrážejí se na záporné elektrodě. Nabíjecí kapacitu lze získat v testovacím softwaru. Během procesu vybíjení lithium na záporné elektrodě ztrácí elektrony za vzniku iontů lithia, které jsou zabudovány do struktury kladné elektrody přes membránu elektrolytu. Vybíjecí kapacitu lze získat v testovacím softwaru. (Nabíjecí kapacita > kapacita vybíjení)

PS: Občas máme také situaci, kdy kapacita vybíjení > kapacita nabíjení. Například materiál kladné elektrody obsahující Mn je způsoben uvolňováním iontů Mn. Tento jev zničí strukturu kladné elektrody.

První účinnost = kapacita vybíjení / kapacita nabíjení

(Musí to být první nabití a vybití)

Poloviční baterie: Vzhledem k tomu, že záporná elektroda je lithiová deska a lithium je nadměrné, důvodem, proč je vybíjecí kapacita menší než nabíjecí kapacita, je hlavně zničení struktury materiálu kladné elektrody, což způsobuje, že uvolněné lithium není zcela zapuštěno zpět.

Plná baterie: Záporná elektroda je obecně grafitová a veškeré lithium je poskytováno kladnou elektrodou. Část lithných iontů se používá k vytvoření SEI filmu na povrchu záporné elektrody, takže se na kladnou elektrodu vrací méně iontů lithia. Následující obrázek ukazuje první křivku nabíjení a vybíjení lithiové železné fosfátové baterie typu soft pack. Nabíjecí stupeň se skládá z formačního-kapacitního dělení.

To je důvod, proč je první účinnost plné baterie obecně nižší než první účinnost poloviční baterie.

První účinnost kladné elektrody (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), první účinnost záporné elektrody (grafit>90%, existují i ​​špatné; záporná elektroda ze slitiny na bázi křemíku: obecně méně než 90%). Obecně lze nízkou první účinnost vyřešit optimalizací materiálu (snížením specifického povrchu - vhodným zvětšením velikosti částic, přidáním pasivační vrstvy - provedením elektrolytu nebo povlakem); druhým je zvýšení obsahu lithia doplněním kladné elektrody lithiem.