Ποια είναι η πρώτη απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου;

Κατά τη διαδικασία φόρτισης, τα ιόντα λιθίου απελευθερώνονται από το θετικό ηλεκτρόδιο και κατακρημνίζονται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Η χωρητικότητα φόρτισης μπορεί να ληφθεί στο λογισμικό δοκιμής. Κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, το λίθιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο χάνει ηλεκτρόνια για να σχηματίσει ιόντα λιθίου, τα οποία είναι ενσωματωμένα στη δομή του θετικού ηλεκτροδίου μέσω του διαφράγματος του ηλεκτρολύτη. Η ικανότητα εκφόρτισης μπορεί να ληφθεί στο λογισμικό δοκιμής. (Χωρητικότητα φόρτισης > χωρητικότητα εκφόρτισης)

ΥΓ: Μερικές φορές έχουμε επίσης μια κατάσταση όπου η ικανότητα εκφόρτισης > η ικανότητα φόρτισης. Για παράδειγμα, το θετικό ηλεκτρόδιο υλικό που περιέχει Mn οφείλεται στην απελευθέρωση ιόντων Mn. Αυτό το φαινόμενο θα καταστρέψει τη δομή του θετικού ηλεκτροδίου.

Πρώτη απόδοση = ικανότητα εκφόρτισης / ικανότητα φόρτισης

(Πρέπει να είναι η πρώτη φόρτιση και αποφόρτιση)

Μισή μπαταρία: Δεδομένου ότι το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι φύλλο λιθίου και το λίθιο είναι υπερβολικό, ο λόγος για τον οποίο η ικανότητα εκφόρτισης είναι μικρότερη από την ικανότητα φόρτισης οφείλεται κυρίως στην καταστροφή της δομής του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου, γεγονός που κάνει το λίθιο που απελευθερώθηκε να μην είναι πλήρως ενσωματωμένο.

Γεμάτη μπαταρία: Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι γενικά γραφίτης και όλο το λίθιο παρέχεται από το θετικό ηλεκτρόδιο. Ένα μέρος των ιόντων λιθίου χρησιμοποιείται για να σχηματίσει ένα φιλμ SEI στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου, έτσι ώστε να υπάρχουν λιγότερα ιόντα λιθίου που επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την πρώτη καμπύλη φόρτισης και εκφόρτισης μιας μπαταρίας μαλακής συσκευασίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Το στάδιο φόρτισης αποτελείται από διαίρεση σχηματισμού-χωρητικότητας.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η πρώτη απόδοση μιας γεμάτη μπαταρία είναι γενικά χαμηλότερη από την πρώτη απόδοση μιας μισής μπαταρίας.

Η πρώτη απόδοση του θετικού ηλεκτροδίου (LFP ~98%, LCO ~95%, NCM 80%~90%), η πρώτη απόδοση του αρνητικού ηλεκτροδίου (γραφίτης>90%, υπάρχουν και φτωχά, αρνητικό ηλεκτρόδιο κράματος πυριτίου: γενικά λιγότερο από 90%). Γενικά, η χαμηλή πρώτη απόδοση μπορεί να λυθεί με τη βελτιστοποίηση του υλικού (μείωση της ειδικής επιφάνειας - κατάλληλη αύξηση του μεγέθους των σωματιδίων, προσθήκη στρώματος παθητικοποίησης - σχέδιο ηλεκτρολύτη ή επίστρωση). το άλλο είναι να αυξηθεί η περιεκτικότητα σε λίθιο συμπληρώνοντας το θετικό ηλεκτρόδιο με λίθιο.