Apakah Kecekapan Pertama Bateri Litium-ion?

Semasa proses pengecasan, ion litium dibebaskan daripada elektrod positif dan dimendakan pada elektrod negatif. Kapasiti pengecasan boleh didapati dalam perisian ujian. Semasa proses nyahcas, litium pada elektrod negatif kehilangan elektron untuk membentuk ion litium, yang tertanam dalam struktur elektrod positif melalui diafragma elektrolit. Kapasiti nyahcas boleh didapati dalam perisian ujian. (Kapasiti pengecasan > kapasiti nyahcas)

PS: Kadang-kadang kita juga mempunyai situasi di mana kapasiti nyahcas > kapasiti pengecasan. Sebagai contoh, bahan elektrod positif yang mengandungi Mn adalah disebabkan oleh pembebasan ion Mn. Fenomena ini akan memusnahkan struktur elektrod positif.

Kecekapan pertama = kapasiti nyahcas / kapasiti pengecasan

(Mestilah caj dan pelepasan pertama)

Separuh bateri: Oleh kerana elektrod negatif adalah kepingan litium dan litium berlebihan, sebab mengapa kapasiti nyahcas kurang daripada kapasiti pengecasan adalah disebabkan terutamanya oleh kemusnahan struktur bahan elektrod positif, yang menyebabkan litium yang telah dilepaskan tidak tertanam sepenuhnya ke belakang.

Bateri penuh: Elektrod negatif biasanya grafit, dan semua litium disediakan oleh elektrod positif. Sebahagian daripada ion litium digunakan untuk membentuk filem SEI pada permukaan elektrod negatif, jadi terdapat kurang ion litium yang kembali ke elektrod positif. Rajah berikut menunjukkan lengkung cas dan nyahcas pertama bagi bateri pek lembut litium besi fosfat. Peringkat pengecasan terdiri daripada pembahagian pembentukan-kapasiti.

Inilah sebabnya mengapa kecekapan pertama bateri penuh biasanya lebih rendah daripada kecekapan pertama separuh bateri.

Kecekapan pertama elektrod positif (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), kecekapan pertama elektrod negatif (grafit> 90%, terdapat juga yang lemah; elektrod negatif aloi berasaskan silikon: umumnya kurang daripada 90%). Secara amnya, kecekapan pertama yang rendah boleh diselesaikan dengan mengoptimumkan bahan (mengurangkan kawasan permukaan tertentu - meningkatkan saiz zarah dengan sewajarnya, menambah lapisan pempasifan - reka bentuk atau salutan elektrolit); yang lain adalah untuk meningkatkan kandungan litium dengan menambah elektrod positif dengan litium.