Hiệu suất đầu tiên của pin lithium-ion là gì?

Trong quá trình sạc, các ion lithium được giải phóng khỏi điện cực dương và kết tủa ở điện cực âm. Dung lượng sạc có thể được lấy trong phần mềm kiểm tra. Trong quá trình phóng điện, lithium ở điện cực âm sẽ mất electron để tạo thành các ion lithium, được nhúng vào cấu trúc điện cực dương thông qua màng điện phân. Công suất xả có thể được lấy trong phần mềm kiểm tra. (Dung lượng sạc > dung lượng xả)

Tái bút: Đôi khi chúng ta cũng gặp phải tình trạng dung lượng xả > dung lượng sạc. Ví dụ, vật liệu điện cực dương chứa Mn là do sự giải phóng ion Mn. Hiện tượng này sẽ phá hủy cấu trúc điện cực dương.

Hiệu suất đầu tiên = công suất xả / công suất sạc

(Phải là lần sạc và xả đầu tiên)

Nửa pin: Vì điện cực âm là một tấm lithium và lượng lithium quá mức nên lý do khiến công suất phóng điện nhỏ hơn khả năng sạc chủ yếu là do cấu trúc của vật liệu điện cực dương bị phá hủy, khiến cho lithium đã được giải phóng không được nhúng lại hoàn toàn.

Pin đầy: Điện cực âm nói chung là than chì và tất cả lithium được cung cấp bởi điện cực dương. Một phần ion lithium được sử dụng để tạo thành màng SEI trên bề mặt điện cực âm, do đó có ít ion lithium quay trở lại điện cực dương hơn. Hình dưới đây cho thấy đường cong sạc và xả đầu tiên của gói mềm lithium iron phosphate. Giai đoạn sạc bao gồm sự phân chia điện dung hình thành.

Đây là lý do tại sao hiệu suất đầu tiên của một pin đầy thường thấp hơn hiệu suất đầu tiên của một nửa pin.

Hiệu suất đầu tiên của điện cực dương (LFP ~98%; LCO ~95%; NCM 80% ~ 90%), hiệu suất đầu tiên của điện cực âm (graphite>90%, cũng có những loại kém; điện cực âm hợp kim gốc silicon: thường dưới 90%). Nói chung, hiệu suất đầu tiên thấp có thể được giải quyết bằng cách tối ưu hóa vật liệu (giảm diện tích bề mặt riêng - tăng kích thước hạt một cách thích hợp, thêm lớp thụ động - thiết kế chất điện phân hoặc lớp phủ); cách khác là tăng hàm lượng lithium bằng cách bổ sung lithium vào điện cực dương.