Hvad er den første effektivitet af lithium-ion-batterier?

Under opladningsprocessen frigives lithiumioner fra den positive elektrode og udfældes ved den negative elektrode. Opladningskapaciteten kan fås i testsoftwaren. Under afladningsprocessen mister lithium ved den negative elektrode elektroner for at danne lithiumioner, som er indlejret i den positive elektrodestruktur gennem elektrolytmembranen. Afladningskapaciteten kan opnås i testsoftwaren. (Opladningskapacitet > afladningskapacitet)

PS: Nogle gange har vi også en situation, hvor afladningskapaciteten > ladekapacitet. For eksempel skyldes det positive elektrodemateriale, der indeholder Mn, frigivelsen af ​​Mn-ioner. Dette fænomen vil ødelægge den positive elektrodestruktur.

Første effektivitet = afladningskapacitet / ladekapacitet

(Skal være den første opladning og afladning)

Halvt batteri: Da den negative elektrode er en lithiumplade, og lithium er for høj, skyldes årsagen til, at afladningskapaciteten er mindre end ladekapaciteten, hovedsageligt ødelæggelsen af ​​strukturen af ​​det positive elektrodemateriale, hvilket bevirker, at det lithium, der er blevet frigivet, ikke er fuldt indlejret tilbage.

Fuldt batteri: Den negative elektrode er generelt grafit, og alt lithium leveres af den positive elektrode. En del af lithium-ionerne bruges til at danne en SEI-film på overfladen af ​​den negative elektrode, så der er færre lithium-ioner, der vender tilbage til den positive elektrode. Følgende figur viser den første opladnings- og afladningskurve for et blødt lithiumjernfosfatbatteri. Opladningsfasen består af formation-kapacitans opdeling.

Dette er grunden til, at den første virkningsgrad for et fuldt batteri generelt er lavere end den første virkningsgrad for et halvt batteri.

Den første effektivitet af den positive elektrode (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), den første effektivitet af den negative elektrode (grafit>90%, der er også dårlige; siliciumbaseret legering negativ elektrode: generelt mindre end 90%). Generelt kan den lave første effektivitet løses ved at optimere materialet (reducere det specifikke overfladeareal - passende forøge partikelstørrelsen, tilføje et passiveringslag - elektrolytdesign eller belægning); den anden er at øge lithiumindholdet ved at supplere den positive elektrode med lithium.