Яка перша ефективність літій-іонних батарей?

Під час процесу заряджання іони літію вивільняються з позитивного електрода й осідають на негативному електроді. Ємність зарядки можна отримати в тестовому програмному забезпеченні. Під час процесу розряду літій на негативному електроді втрачає електрони, утворюючи іони літію, які впроваджуються в структуру позитивного електрода через електролітну діафрагму. Ємність розряду можна отримати в тестовому програмному забезпеченні. (Зарядна ємність > розрядна ємність)

PS: іноді ми також маємо ситуацію, коли розрядна ємність > зарядна ємність. Наприклад, матеріал позитивного електрода, що містить Mn, обумовлений вивільненням іонів Mn. Це явище призведе до руйнування структури позитивного електрода.

Перша ефективність = розрядна ємність / зарядна ємність

(Має бути перша зарядка та розрядка)

Половина батареї: Оскільки негативний електрод є літієвим листом, а літій надлишковий, причина, чому розрядна ємність менша за зарядну ємність, головним чином пов’язана з руйнуванням структури матеріалу позитивного електрода, що призводить до того, що вивільнений літій не повністю вбудовується назад.

Повний акумулятор: негативний електрод, як правило, графітовий, а весь літій забезпечується позитивним електродом. Частина іонів літію використовується для формування плівки SEI на поверхні негативного електрода, тому менше іонів літію повертається до позитивного електрода. На наступному малюнку показана перша крива заряду та розряду літій-залізо-фосфатної батареї з м’яким пакетом. Етап зарядки складається з формування-ємності поділу.

Ось чому перший ККД повної батареї зазвичай нижчий, ніж перший ККД половинної батареї.

Перший ККД позитивного електрода (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80%~90%), перший ККД негативного електрода (графіт>90%, є також погані; негативний електрод із сплаву на основі кремнію: зазвичай менше 90%). Як правило, низьку першу ефективність можна вирішити шляхом оптимізації матеріалу (зменшення питомої площі поверхні – відповідне збільшення розміру частинок, додавання шару пасивації – дизайн електроліту або покриття); інший - збільшити вміст літію шляхом додавання літію в позитивний електрод.