¿Cuál es la primera eficiencia de las baterías de iones de litio?

Durante el proceso de carga, los iones de litio se liberan del electrodo positivo y precipitan en el electrodo negativo. La capacidad de carga se puede obtener en el software de prueba. Durante el proceso de descarga, el litio en el electrodo negativo pierde electrones para formar iones de litio, que se incrustan en la estructura del electrodo positivo a través del diafragma del electrolito. La capacidad de descarga se puede obtener en el software de prueba. (Capacidad de carga > capacidad de descarga)

PD: A veces también tenemos una situación en la que la capacidad de descarga > capacidad de carga. Por ejemplo, el material del electrodo positivo que contiene Mn se debe a la liberación de iones Mn. Este fenómeno destruirá la estructura del electrodo positivo.

Primera eficiencia = capacidad de descarga / capacidad de carga

(Debe ser la primera carga y descarga)

Media batería: dado que el electrodo negativo es una lámina de litio y el litio es excesivo, la razón por la cual la capacidad de descarga es menor que la capacidad de carga se debe principalmente a la destrucción de la estructura del material del electrodo positivo, lo que hace que el litio que se ha liberado no se vuelva a incrustar por completo.

Batería llena: el electrodo negativo generalmente es de grafito y todo el litio lo proporciona el electrodo positivo. Una parte de los iones de litio se utiliza para formar una película SEI en la superficie del electrodo negativo, por lo que hay menos iones de litio que regresan al electrodo positivo. La siguiente figura muestra la primera curva de carga y descarga de una batería blanda de fosfato de hierro y litio. La etapa de carga consiste en la división formación-capacitancia.

Esta es la razón por la que la primera eficiencia de una batería llena es generalmente menor que la primera eficiencia de una batería media.

La primera eficiencia del electrodo positivo (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), la primera eficiencia del electrodo negativo (grafito>90%, también los hay pobres; electrodo negativo de aleación a base de silicio: generalmente menos del 90%). Generalmente, la primera eficiencia baja se puede resolver optimizando el material (reduciendo el área de superficie específica - aumentando adecuadamente el tamaño de partícula, agregando una capa de pasivación - diseño o recubrimiento del electrolito); el otro es aumentar el contenido de litio complementando el electrodo positivo con litio.