Was ist die erste Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien?

Beim Ladevorgang werden Lithiumionen von der positiven Elektrode freigesetzt und an der negativen Elektrode niedergeschlagen. Die Ladekapazität kann in der Testsoftware ermittelt werden. Während des Entladevorgangs verliert das Lithium an der negativen Elektrode Elektronen und bildet Lithium-Ionen, die über das Elektrolytdiaphragma in die positive Elektrodenstruktur eingebettet werden. Die Entladekapazität kann in der Prüfsoftware ermittelt werden. (Ladekapazität > Entladekapazität)

PS: Manchmal kommt es auch vor, dass die Entladekapazität > Ladekapazität ist. Beispielsweise ist das positive Elektrodenmaterial, das Mn enthält, auf die Freisetzung von Mn-Ionen zurückzuführen. Dieses Phänomen zerstört die positive Elektrodenstruktur.

Erster Wirkungsgrad = Entladekapazität / Ladekapazität

(Muss das erste Laden und Entladen sein)

Halbbatterie: Da es sich bei der negativen Elektrode um eine Lithiumfolie handelt und es zu viel Lithium gibt, liegt der Grund dafür, dass die Entladekapazität geringer als die Ladekapazität ist, hauptsächlich in der Zerstörung der Struktur des positiven Elektrodenmaterials, was dazu führt, dass das freigesetzte Lithium nicht vollständig wieder eingebettet wird.

Volle Batterie: Die negative Elektrode besteht im Allgemeinen aus Graphit und das gesamte Lithium wird von der positiven Elektrode bereitgestellt. Ein Teil der Lithiumionen wird zur Bildung eines SEI-Films auf der Oberfläche der negativen Elektrode verwendet, sodass weniger Lithiumionen zur positiven Elektrode zurückkehren. Die folgende Abbildung zeigt die erste Lade- und Entladekurve eines Lithium-Eisenphosphat-Softpack-Akkus. Die Ladephase besteht aus einer Formations-Kapazitäts-Aufteilung.

Aus diesem Grund ist der erste Wirkungsgrad einer vollen Batterie im Allgemeinen niedriger als der erste Wirkungsgrad einer halben Batterie.

Der erste Wirkungsgrad der positiven Elektrode (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), der erste Wirkungsgrad der negativen Elektrode (Graphit>90%, es gibt auch schlechte; negative Elektrode aus Siliziumbasislegierung: im Allgemeinen weniger als 90%). Im Allgemeinen kann der niedrige erste Wirkungsgrad durch eine Optimierung des Materials behoben werden (Verringerung der spezifischen Oberfläche – entsprechende Erhöhung der Partikelgröße, Hinzufügen einer Passivierungsschicht – Elektrolytdesign oder -beschichtung); Die andere besteht darin, den Lithiumgehalt zu erhöhen, indem die positive Elektrode mit Lithium ergänzt wird.