No artigo de meia célula acima, as razões para a primeira eficiência das meias células de material de eletrodo positivo e negativo foram introduzidas. De fato, em última análise, a primeira eficiência é um tipo de perda de capacidade. Quando os materiais positivos e negativos com a primeira eficiência formam ao mesmo tempo uma bateria cheia, como será a primeira eficiência? Qual é o impacto da primeira eficiência na célula cheia? Existe uma maneira de melhorá-lo? É disso que trata este artigo.

Falando sobre a primeira eficiência da bateria completa, devemos começar com seu método de teste. Depois que a bateria estiver cheia de líquido, ela precisa passar pelos dois processos de carga e descarga de formação e separação de capacidade. De um modo geral, o primeiro passo de formação e separação de capacidade é o processo de carregamento. A soma das duas capacidades é a primeira vez que a bateria completa é carregada. A segunda etapa da etapa de distribuição de capacidade é geralmente descarregar de um estado totalmente carregado para uma carga vazia, de modo que a capacidade desta etapa é a capacidade de descarga da bateria cheia. Combinando os dois, obtém-se o algoritmo para a primeira eficiência da célula completa:

A primeira eficiência de toda a bateria = a capacidade de descarga da segunda etapa de dividir a capacidade / (a ​​capacidade de carga da formação + a capacidade de carga da primeira etapa de dividir a capacidade)

Depois de entender o método de teste, vamos dar uma olhada no que determina a primeira eficiência da célula cheia. Para esclarecer esta questão, vamos primeiro supor uma bateria completa como esta: o eletrodo positivo da bateria usa um material ternário com uma eficiência inicial de 88%, e o eletrodo negativo usa um material de grafite com uma eficiência inicial de 88%. 92%. Qual será a primeira eficiência para esta célula cheia?

Após a primeira carga e descarga de 100 íons de lítio ativos positivos, apenas 88 podem continuar a ser reciclados. As razões para a perda de 12 íons de lítio são a perda de 8 íons de lítio no primeiro efeito do eletrodo negativo e a falta de espaço para inserção de lítio devido ao primeiro efeito do eletrodo positivo, ficando 4 íons de lítio no eletrodo negativo e não pode retornar ao eletrodo positivo.

A conclusão agora é óbvia: quando o primeiro efeito positivo é 88% e o primeiro efeito negativo é 92%, o primeiro efeito da célula cheia é 88%, que é igual ao eletrodo positivo inferior. Quando o primeiro efeito do eletrodo negativo é menor, como o eletrodo positivo de óxido de cobalto de lítio e o eletrodo negativo de grafite, o primeiro efeito de toda a bateria é igual ao do eletrodo negativo com um primeiro efeito menor.

Janela de conhecimento: A eficiência inicial da célula completa é igual à eficiência inicial mais baixa dos materiais do ânodo e do cátodo.

Para a bateria cheia, o fator de formação da primeira eficiência também está relacionado às reações laterais da primeira carga e descarga e a faixa de tensão da primeira carga e descarga (começando em 0V para carga e terminando em 2,5~3,0V para descarga ). No entanto, esses fatores não afetam significativamente as conclusões acima.

No último artigo, apresentei os primeiros valores de eficiência de diferentes tipos de materiais. Além da influência dos tipos de material, que outros fatores afetarão a primeira eficiência das células cheias?

A primeira é a influência da área de superfície específica do eletrodo negativo de grafite. Quando a área de superfície específica do eletrodo negativo de grafite for maior, a área para formação do filme SEI será maior, o que consumirá mais íons de lítio e reduzirá a primeira eficiência de toda a bateria (a premissa é que a primeira eficiência do negativo eletrodo é menor que positivo).

Outro fator que afeta a primeira eficiência é o sistema de carga química. Quando o filme SEI formado pela formação química é mais fino e denso, o consumo de íons de lítio neste processo pode ser reduzido e a eficiência inicial pode ser melhorada. Para garantir o efeito de formação do filme SEI, a capacidade de carga de formação é uma consideração importante.

Além disso, um excesso de eletrodo negativo excessivamente grande requer a formação de mais filmes SEI, reduzindo assim a primeira eficiência até certo ponto. A adição de solvente de PC ao eletrólito aumentará a janela de temperatura de operação da bateria de íon de lítio, mas se não houver adição de formação de filme correspondente para proteger o eletrodo negativo, é fácil fazer com que o PC retire o eletrodo negativo de grafite e reduza o primeiro tempo de toda a bateria. eficiência.

Em seguida, vamos fazer um resumo deste artigo. Primeiro, apresentarei o método de cálculo da primeira eficiência da bateria completa, que é a capacidade de descarga da capacidade dividida / (capacidade de carga formada + capacidade dividida da capacidade de carga da primeira etapa). Além disso, conhecemos o determinante do primeiro efeito de toda a bateria: o primeiro efeito de toda a bateria é igual ao menor do primeiro efeito dos eletrodos positivo e negativo. Finalmente, são introduzidos vários fatores que afetam a primeira eficiência da bateria completa.

Epílogo

Para melhorar a capacidade do produto, devemos esperar que a primeira eficiência da bateria cheia seja a mais alta possível, para que a primeira eficiência da bateria cheia possa ser significativamente melhorada confiando nos vários fatores de influência da primeira eficiência mencionados acima artigo? A resposta é não. As medidas de melhoria acima terão pouco efeito ou causarão outros efeitos negativos. Em suma, eles não são uma maneira eficaz de melhorar a eficiência da primeira vez.

Então, quais são as maneiras práticas de melhorar a eficiência na primeira vez?
A resposta está no último artigo desta série - pré-litiação. Vamos todos esperar por isso~~