In dem obigen Halbzellenartikel wurden die Gründe für die erste Effizienz der Halbzellen aus positivem und negativem Elektrodenmaterial vorgestellt. Tatsächlich ist die erste Effizienz letzten Endes eine Art Kapazitätsverlust. Wenn die positiven und negativen Materialien mit der ersten Effizienz gleichzeitig eine volle Batterie bilden, wie sieht dann die erste Effizienz aus? Wie wirkt sich der erste Wirkungsgrad auf die Vollzelle aus? Gibt es eine Möglichkeit, es zu verbessern? Darum geht es in diesem Artikel.

Wenn wir über die erste Effizienz der vollen Batterie sprechen, müssen wir mit ihrer Testmethode beginnen. Nachdem die Batterie mit Flüssigkeit gefüllt ist, muss sie die beiden Lade- und Entladevorgänge der Bildung und Kapazitätstrennung durchlaufen. Allgemein gesagt ist der erste Schritt der Bildung und Kapazitätstrennung der Ladevorgang. Die Summe der beiden Kapazitäten ist das erste Mal, wenn der volle Akku geladen wird. Der zweite Schritt des Kapazitätsverteilungsschritts besteht im Allgemeinen darin, von einem vollständig geladenen Zustand auf eine leere Ladung zu entladen, sodass die Kapazität dieses Schritts die Entladekapazität der vollen Batterie ist. Kombiniert man die beiden, erhält man den Algorithmus für den ersten Wirkungsgrad der vollen Zelle:

Der erste Wirkungsgrad der gesamten Batterie = die Entladekapazität des zweiten Schritts der Kapazitätsteilung / (die Ladekapazität der Formation + die Ladekapazität des ersten Schritts der Kapazitätsteilung)

Nachdem wir das Testverfahren verstanden haben, werfen wir einen Blick darauf was den ersten Wirkungsgrad der Vollzelle bestimmt. Um diese Frage zu klären, nehmen wir zunächst eine volle Batterie wie folgt an: Die positive Elektrode der Batterie verwendet ein ternäres Material mit einem erstmaligen Wirkungsgrad von 88 %, und die negative Elektrode verwendet ein Graphitmaterial mit einem erstmaligen Wirkungsgrad von 92%. Was wird der erste Wirkungsgrad für diese Vollzelle sein?

Nach dem ersten Laden und Entladen von 100 positiv aktiven Lithium-Ionen können nur 88 weiter recycelt werden. Die Gründe für den Verlust von 12 Lithium-Ionen sind der Verlust von 8 Lithium-Ionen in der ersten Wirkung der negativen Elektrode und der Platzmangel für die Lithium-Einfügung aufgrund der ersten Wirkung der positiven Elektrode, und 4 Lithium-Ionen verbleiben in der negative Elektrode und kann nicht zur positiven Elektrode zurückkehren.

Die Schlussfolgerung ist nun offensichtlich: Wenn der positive erste Effekt 88 % und der negative erste Effekt 92 % beträgt, beträgt der erste Effekt der vollen Zelle 88 %, was gleich der unteren positiven Elektrode ist. Wenn der erste Effekt der negativen Elektrode niedriger ist, wie etwa bei der positiven Elektrode aus Lithiumkobaltoxid und der negativen Elektrode aus Graphit, ist der erste Effekt der gesamten Batterie gleich dem der negativen Elektrode mit einem niedrigeren ersten Effekt.

Wissensfenster: Die erstmalige Effizienz der Vollzelle ist gleich der geringeren erstmaligen Effizienz der Anoden- und Kathodenmaterialien.

Für die volle Batterie hängt der Formationsfaktor des ersten Wirkungsgrads auch mit den Nebenreaktionen des ersten Ladens und Entladens und dem Spannungsbereich des ersten Ladens und Entladens zusammen (beginnend bei 0 V zum Laden und endend bei 2,5 bis 3,0 V zum Entladen). ). Diese Faktoren beeinflussen die obigen Schlussfolgerungen jedoch nicht wesentlich.

Im letzten Artikel habe ich die ersten Effizienzwerte verschiedener Materialarten vorgestellt. Welche anderen Faktoren beeinflussen neben dem Einfluss der Materialtypen die erste Effizienz von Vollzellen?

Der erste ist der Einfluss der spezifischen Oberfläche der negativen Graphitelektrode. Wenn die spezifische Oberfläche der negativen Graphitelektrode größer ist, ist die Fläche zum Bilden des SEI-Films größer, was mehr Lithiumionen verbraucht und die erste Effizienz der gesamten Batterie verringert (die Prämisse ist, dass die erste Effizienz der negativen Elektrode ist niedriger als positiv).

Ein weiterer Faktor, der die erste Effizienz beeinflusst, ist das chemische Ladesystem. Wenn der durch chemische Bildung gebildete SEI-Film dünner und dichter ist, kann der Verbrauch von Lithiumionen in diesem Prozess verringert und die Ersteffizienz verbessert werden. Um den Formationseffekt des SEI-Films sicherzustellen, ist die Formationsladungskapazität ein wichtiger Gesichtspunkt.

Außerdem erfordert ein übermäßig großer negativer Elektrodenüberschuss die Bildung von mehr SEI-Filmen, wodurch die erste Effizienz bis zu einem gewissen Grad verringert wird. Die Zugabe von PC-Lösungsmittel zum Elektrolyt erweitert das Betriebstemperaturfenster der Lithium-Ionen-Batterie, aber wenn kein entsprechender filmbildender Zusatz zum Schutz der negativen Elektrode vorhanden ist, kann es leicht dazu kommen, dass sich PC von der negativen Graphitelektrode ablöst und reduzieren Sie das erste Mal der gesamten Batterie. Effizienz.

Lassen Sie uns als Nächstes eine Zusammenfassung dieses Artikels erstellen. Zuerst werde ich die Berechnungsmethode der ersten Effizienz der vollen Batterie vorstellen, die geteilte Kapazität, Entladekapazität / (gebildete Ladekapazität + geteilte Kapazität, erste Stufe, Ladekapazität) ist. Darüber hinaus kennen wir die Determinante des ersten Effekts der gesamten Batterie: Der erste Effekt der gesamten Batterie ist gleich dem niedrigeren des ersten Effekts der positiven und negativen Elektroden. Schließlich werden mehrere Faktoren eingeführt, die den ersten Wirkungsgrad der vollen Batterie beeinflussen.

Epilog

Um die Produktkapazität zu verbessern, müssen wir hoffen, dass die erste Effizienz der vollen Batterie so hoch wie möglich ist, so dass die erste Effizienz der vollen Batterie signifikant verbessert werden kann, indem man sich auf die mehreren oben erwähnten Einflussfaktoren der ersten Effizienz verlässt Artikel? Die Antwort ist nein. Die oben genannten Verbesserungsmaßnahmen werden entweder wenig Wirkung haben oder andere negative Auswirkungen haben. Kurz gesagt, sie sind kein wirksames Mittel, um die Effizienz beim ersten Mal zu verbessern.

Was sind also die praktischen Möglichkeiten, um die Effizienz beim ersten Mal zu verbessern?
Die Antwort liegt im letzten Artikel dieser Serie - Pre-Lithiation. Freuen wir uns alle darauf~~