ประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?

ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ลิเธียมไอออนจะถูกปล่อยออกจากอิเล็กโทรดบวกและตกตะกอนที่อิเล็กโทรดลบ สามารถรับความสามารถในการชาร์จได้ในซอฟต์แวร์ทดสอบ ในระหว่างกระบวนการคายประจุ ลิเธียมที่อิเล็กโทรดลบจะสูญเสียอิเล็กตรอนเพื่อสร้างลิเธียมไอออน ซึ่งฝังอยู่ในโครงสร้างอิเล็กโทรดบวกผ่านไดอะแฟรมอิเล็กโทรไลต์ สามารถรับความสามารถในการคายประจุได้ในซอฟต์แวร์ทดสอบ (ความจุการชาร์จ > ความจุจำหน่าย)

PS: บางครั้งเราก็มีสถานการณ์ที่ความสามารถในการคายประจุ> ความสามารถในการชาร์จ ตัวอย่างเช่น วัสดุอิเล็กโทรดบวกที่มี Mn เกิดจากการปล่อยไอออน Mn ปรากฏการณ์นี้จะทำลายโครงสร้างอิเล็กโทรดบวก

ประสิทธิภาพแรก = ความสามารถในการคายประจุ / ความสามารถในการชาร์จ

(ต้องเป็นการชาร์จและคายประจุครั้งแรก)

แบตเตอรี่ครึ่งก้อน: เนื่องจากอิเล็กโทรดเชิงลบเป็นแผ่นลิเธียมและลิเธียมมีมากเกินไป สาเหตุที่ความสามารถในการคายประจุน้อยกว่าความสามารถในการชาร์จส่วนใหญ่เกิดจากการทำลายโครงสร้างของวัสดุอิเล็กโทรดบวก ซึ่งทำให้ลิเธียมที่ปล่อยออกมาไม่สามารถฝังกลับได้เต็มที่

แบตเตอรี่เต็ม: โดยทั่วไปขั้วลบจะเป็นกราไฟท์ และลิเธียมทั้งหมดมาจากขั้วบวก ส่วนหนึ่งของลิเธียมไอออนถูกใช้เพื่อสร้างฟิล์ม SEI บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบ จึงมีลิเธียมไอออนกลับสู่อิเล็กโทรดบวกน้อยลง รูปต่อไปนี้แสดงเส้นโค้งการชาร์จและคายประจุครั้งแรกของแบตเตอรี่แพ็คอ่อนลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ขั้นตอนการชาร์จไฟประกอบด้วยการแบ่งการก่อตัว-ความจุ

นี่คือสาเหตุว่าทำไมประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็มจึงต่ำกว่าประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่ครึ่งหนึ่ง

ประสิทธิภาพแรกของอิเล็กโทรดบวก (LFP ~ 98%; LCO ~ 95%; NCM 80% ~ 90%) ประสิทธิภาพแรกของอิเล็กโทรดเชิงลบ (กราไฟท์> 90% นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพที่ไม่ดี อิเล็กโทรดโลหะผสมที่ใช้ซิลิคอน: โดยทั่วไปน้อยกว่า 90%) โดยทั่วไป ประสิทธิภาพอันดับแรกที่ต่ำสามารถแก้ไขได้โดยการปรับวัสดุให้เหมาะสม (ลดพื้นที่ผิวจำเพาะ - เพิ่มขนาดอนุภาคอย่างเหมาะสม เพิ่มชั้นฟิล์ม - การออกแบบหรือการเคลือบอิเล็กโทรไลต์) อีกประการหนึ่งคือการเพิ่มปริมาณลิเธียมโดยการเสริมอิเล็กโทรดบวกด้วยลิเธียม