En el artículo de media celda anterior, se introdujeron las razones de la primera eficiencia de las medias celdas de material de electrodo positivo y negativo. De hecho, en el análisis final, la primera eficiencia es un tipo de pérdida de capacidad. Cuando los materiales positivo y negativo con la primera eficiencia al mismo tiempo forman una batería completa, ¿cómo será la primera eficiencia? ¿Cuál es el impacto de la primera eficiencia en la celda completa? ¿Hay alguna manera de mejorarlo? De eso se trata este artículo.

Hablando de la primera eficiencia de la batería completa, debemos comenzar con su método de prueba. Una vez que la batería se llena de líquido, debe pasar por los dos procesos de carga y descarga de formación y separación de capacidad. En términos generales, el primer paso de formación y separación de capacidad es el proceso de carga. La suma de las dos capacidades es la primera vez que se carga la batería completa. El segundo paso del paso de distribución de capacidad es generalmente descargar desde un estado de carga completa a un estado de carga vacía, por lo que la capacidad de este paso es la capacidad de descarga de la batería completa. Combinando los dos, se obtiene el algoritmo para la primera eficiencia de la celda completa:

La primera eficiencia de toda la batería = la capacidad de descarga del segundo paso de dividir la capacidad / (la capacidad de carga de la formación + la capacidad de carga del primer paso de dividir la capacidad)

Después de comprender el método de prueba, echemos un vistazo en lo que determina la primera eficiencia de la celda completa. Para aclarar esta pregunta, supongamos primero una batería llena como esta: el electrodo positivo de la batería usa un material ternario con una eficiencia inicial del 88%, y el electrodo negativo usa un material de grafito con una eficiencia inicial de 92%. ¿Cuál será la primera eficiencia para esta celda completa?

Después de la primera carga y descarga de 100 iones de litio activos positivos, solo 88 pueden continuar reciclándose. Las razones de la pérdida de 12 iones de litio son la pérdida de 8 iones de litio en el primer efecto del electrodo negativo y la falta de espacio para la inserción de litio debido al primer efecto del electrodo positivo, y quedan 4 iones de litio en el electrodo negativo y no puede volver al electrodo positivo.

La conclusión ahora es obvia: cuando el primer efecto positivo es 88% y el primer efecto negativo es 92%, el primer efecto de la celda completa es 88%, que es igual al electrodo positivo inferior. Cuando el primer efecto del electrodo negativo es más bajo, como el electrodo positivo de óxido de cobalto y litio y el electrodo negativo de grafito, el primer efecto de toda la batería es igual al del electrodo negativo con un primer efecto más bajo.

Ventana de conocimiento: la eficiencia inicial de la celda completa es igual a la eficiencia inicial más baja de los materiales del ánodo y el cátodo.

Para la batería completa, el factor de formación de la primera eficiencia también está relacionado con las reacciones secundarias de la primera carga y descarga y el rango de voltaje de la primera carga y descarga (comenzando en 0V para carga y terminando en 2.5~3.0V para descarga). ). Sin embargo, estos factores no afectan significativamente las conclusiones anteriores.

En el último artículo, introduje los primeros valores de eficiencia de diferentes tipos de materiales. Además de la influencia de los tipos de materiales, ¿qué otros factores afectarán la primera eficiencia de las celdas completas?

El primero es la influencia del área superficial específica del electrodo negativo de grafito. Cuando el área de superficie específica del electrodo negativo de grafito es mayor, el área para formar la película SEI será mayor, lo que consumirá más iones de litio y reducirá la primera eficiencia de toda la batería (la premisa es que la primera eficiencia del negativo electrodo es inferior al positivo).

Otro factor que afecta la primera eficiencia es el sistema de carga química. Cuando la película SEI formada por formación química es más delgada y más densa, se puede reducir el consumo de iones de litio en este proceso y se puede mejorar la eficiencia inicial. Para asegurar el efecto de formación de la película SEI, la capacidad de carga de formación es una consideración importante.

Además, un exceso de electrodo negativo demasiado grande requiere la formación de más películas SEI, lo que reduce en cierta medida la primera eficiencia. La adición de solvente PC al electrolito ampliará la ventana de temperatura de funcionamiento de la batería de iones de litio, pero si no hay una adición correspondiente que forme una película para proteger el electrodo negativo, es fácil que la PC se desprenda del electrodo negativo de grafito. y reducir la primera vez de toda la batería. eficiencia.

A continuación, hagamos un resumen de este artículo. Primero, presentaré el método de cálculo de la primera eficiencia de la batería completa, que es capacidad de descarga de capacidad dividida / (capacidad de carga formada + capacidad de carga de primer paso de capacidad dividida). Además, conocemos el determinante del primer efecto de toda la batería: el primer efecto de toda la batería es igual al menor del primer efecto de los electrodos positivo y negativo. Finalmente, se introducen varios factores que afectan la primera eficiencia de la batería completa.

Epílogo

Para mejorar la capacidad del producto, debemos esperar que la primera eficiencia de la batería completa sea lo más alta posible, por lo que la primera eficiencia de la batería completa puede mejorarse significativamente al confiar en los varios factores que influyen en la primera eficiencia mencionados anteriormente. ¿artículo? La respuesta es no. Las medidas de mejora anteriores tendrán poco efecto o provocarán otros efectos negativos. En definitiva, no son una forma eficaz de mejorar la eficiencia a la primera.

Entonces, ¿cuáles son las formas prácticas de mejorar la eficiencia a la primera?
La respuesta se encuentra en el último artículo de esta serie: prelitiación. Esperémoslo todos con ansias~~