Kakšna je prva učinkovitost litij-ionskih baterij?

Med postopkom polnjenja se litijevi ioni sprostijo iz pozitivne elektrode in oborijo na negativni elektrodi. Zmogljivost polnjenja je mogoče pridobiti v testni programski opremi. Med postopkom praznjenja litij na negativni elektrodi izgubi elektrone, da tvorijo litijeve ione, ki so vgrajeni v strukturo pozitivne elektrode skozi diafragmo elektrolita. Kapaciteto praznjenja lahko dobite v testni programski opremi. (Zmogljivost polnjenja > zmogljivost praznjenja)

PS: Včasih imamo tudi situacijo, ko je zmogljivost praznjenja > zmogljivost polnjenja. Na primer, material pozitivne elektrode, ki vsebuje Mn, je posledica sproščanja Mn ionov. Ta pojav bo uničil strukturo pozitivne elektrode.

Prva učinkovitost = zmogljivost praznjenja / zmogljivost polnjenja

(Mora biti prvo polnjenje in praznjenje)

Pol-baterija: Ker je negativna elektroda litijeva plošča in je litija preveč, je razlog, zakaj je zmogljivost praznjenja manjša od zmogljivosti polnjenja, predvsem uničenje strukture materiala pozitivne elektrode, zaradi česar se sproščeni litij ne vgradi v celoti nazaj.

Polna baterija: negativna elektroda je običajno grafitna, ves litij pa zagotavlja pozitivna elektroda. Del litijevih ionov se uporabi za tvorbo SEI filma na površini negativne elektrode, tako da se manj litijevih ionov vrača na pozitivno elektrodo. Naslednja slika prikazuje prvo krivuljo polnjenja in praznjenja litij-železo-fosfatne mehke baterije. Stopnja polnjenja je sestavljena iz delitve formacija-kapacitivnost.

Zato je prvi izkoristek polne baterije na splošno nižji od prvega izkoristka polovične baterije.

Prvi izkoristek pozitivne elektrode (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), prvi izkoristek negativne elektrode (grafit>90%, obstajajo tudi slabe; negativna elektroda iz zlitine na osnovi silicija: na splošno manj kot 90%). Na splošno je nizko prvo učinkovitost mogoče rešiti z optimizacijo materiala (zmanjšanje specifične površine - ustrezno povečanje velikosti delcev, dodajanje pasivacijske plasti - zasnova elektrolita ali premaz); drugi je povečanje vsebnosti litija z dopolnitvijo pozitivne elektrode z litijem.