Hva er den første effektiviteten til litium-ion-batterier?

Under ladeprosessen frigjøres litiumioner fra den positive elektroden og utfelles ved den negative elektroden. Ladekapasiteten kan fås i testprogramvaren. Under utladningsprosessen mister litiumet ved den negative elektroden elektroner for å danne litiumioner, som er innebygd i den positive elektrodestrukturen gjennom elektrolyttmembranen. Utladningskapasiteten kan fås i testprogramvaren. (Ladekapasitet > utladningskapasitet)

PS: Noen ganger har vi også en situasjon hvor utslippskapasiteten > ladekapasitet. For eksempel skyldes det positive elektrodematerialet som inneholder Mn frigjøring av Mn-ioner. Dette fenomenet vil ødelegge den positive elektrodestrukturen.

Første virkningsgrad = utladningskapasitet / ladekapasitet

(Må være den første ladingen og utladingen)

Halvt batteri: Siden den negative elektroden er en litiumplate og litium er overdreven, er grunnen til at utladningskapasiteten er mindre enn ladekapasiteten hovedsakelig på grunn av ødeleggelsen av strukturen til det positive elektrodematerialet, noe som fører til at litiumet som har blitt frigjort ikke blir fullstendig innebygd tilbake.

Fullt batteri: Den negative elektroden er vanligvis grafitt, og alt litium leveres av den positive elektroden. En del av litiumionene brukes til å danne en SEI-film på overflaten av den negative elektroden, så det er mindre litiumioner som returnerer til den positive elektroden. Følgende figur viser den første lade- og utladingskurven til et myk litium-jernfosfatbatteri. Ladetrinnet består av formasjons-kapasitansdeling.

Dette er grunnen til at den første virkningsgraden til et fullt batteri generelt er lavere enn den første virkningsgraden til et halvt batteri.

Den første effektiviteten til den positive elektroden (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), den første effektiviteten til den negative elektroden (grafitt>90%, det er også dårlige; silisiumbasert legering negativ elektrode: generelt mindre enn 90%). Generelt kan den lave første effektiviteten løses ved å optimalisere materialet (redusere det spesifikke overflatearealet - passende øke partikkelstørrelsen, legge til et passiveringslag - elektrolyttdesign eller belegg); den andre er å øke litiuminnholdet ved å supplere den positive elektroden med litium.