Dans l'article sur les demi-cellules ci-dessus, les raisons de la première efficacité des demi-cellules de matériau d'électrode positive et négative ont été introduites. En fait, en dernière analyse, la première efficacité est un type de perte de capacité. Lorsque les matériaux positifs et négatifs avec la première efficacité forment en même temps une batterie complète, à quoi ressemblera la première efficacité ? Quel est l'impact de la première efficacité sur la cellule pleine ? Y a-t-il un moyen de l'améliorer ? C'est le sujet de cet article.

Parlant de la première efficacité de la batterie complète, il faut commencer par sa méthode de test. Une fois la batterie remplie de liquide, elle doit passer par les deux processus de charge et de décharge de formation et de séparation de capacité. D'une manière générale, la première étape de la formation et de la séparation des capacités est le processus de charge. La somme des deux capacités est la première fois que la batterie complète est chargée. La deuxième étape de l'étape de distribution de capacité consiste généralement à décharger d'un état complètement chargé à une charge vide, de sorte que la capacité de cette étape est la capacité de décharge de la batterie pleine. En combinant les deux, l'algorithme pour la première efficacité de la cellule pleine est obtenu :

La première efficacité de toute la batterie = la capacité de décharge de la deuxième étape de division de la capacité / (la capacité de charge de la formation + la capacité de charge de la première étape de division de la capacité)

Après avoir compris la méthode de test, jetons un coup d'œil à ce qui détermine la première efficacité de la cellule pleine. Pour clarifier cette question, supposons d'abord une batterie complète comme celle-ci : l'électrode positive de la batterie utilise un matériau ternaire avec une première efficacité de 88 %, et l'électrode négative utilise un matériau en graphite avec une première efficacité de 92 %. Quelle sera la première efficacité pour cette cellule pleine ?

Après la première charge et décharge de 100 ions lithium actifs positifs, seuls 88 peuvent continuer à être recyclés. Les raisons de la perte de 12 ions lithium sont la perte de 8 ions lithium dans le premier effet de l'électrode négative, et le manque d'espace pour l'insertion de lithium en raison du premier effet de l'électrode positive, et 4 ions lithium restent dans le l'électrode négative et ne peut pas retourner à l'électrode positive.

La conclusion est maintenant évidente : lorsque le premier effet positif est de 88 % et le premier effet négatif de 92 %, le premier effet de la cellule pleine est de 88 %, ce qui est égal à l'électrode positive inférieure. Lorsque le premier effet de l'électrode négative est inférieur, comme l'électrode positive en oxyde de lithium-cobalt et l'électrode négative en graphite, le premier effet de l'ensemble de la batterie est égal à celui de l'électrode négative avec un premier effet inférieur.

Fenêtre de connaissances : l'efficacité initiale de la cellule pleine est égale à l'efficacité initiale inférieure des matériaux d'anode et de cathode.

Pour la batterie complète, le facteur de formation du premier rendement est également lié aux réactions secondaires de la première charge et décharge et à la plage de tension de la première charge et décharge (commençant à 0 V pour la charge et se terminant à 2,5 ~ 3,0 V pour la décharge ). Cependant, ces facteurs n'affectent pas significativement les conclusions ci-dessus.

Dans le dernier article, j'ai présenté les premières valeurs d'efficacité de différents types de matériaux. En plus de l'influence des types de matériaux, quels autres facteurs affecteront la première efficacité des cellules pleines ?

Le premier est l'influence de la surface spécifique de l'électrode négative en graphite. Lorsque la surface spécifique de l'électrode négative en graphite est plus grande, la zone de formation du film SEI sera plus grande, ce qui consommera plus d'ions lithium et réduira la première efficacité de l'ensemble de la batterie (le principe est que la première efficacité du négatif l'électrode est inférieure au positif).

Un autre facteur qui affecte la première efficacité est le système de charge chimique. Lorsque le film SEI formé par formation chimique est plus mince et plus dense, la consommation d'ions lithium dans ce processus peut être réduite et l'efficacité initiale peut être améliorée. Afin d'assurer l'effet de formation du film SEI, la capacité de charge de formation est une considération importante.

De plus, un excès d'électrode négative trop important nécessite la formation de plusieurs films SEI, réduisant ainsi dans une certaine mesure le premier rendement. L'ajout de solvant PC à l'électrolyte élargira la fenêtre de température de fonctionnement de la batterie lithium-ion, mais s'il n'y a pas d'ajout filmogène correspondant pour protéger l'électrode négative, il est facile de faire décoller le PC de l'électrode négative en graphite. et réduire la première fois de toute la batterie. Efficacité.

Ensuite, faisons un résumé de cet article. Tout d'abord, je présenterai la méthode de calcul de la première efficacité de la batterie pleine, qui est la capacité de décharge de capacité divisée / (capacité de charge formée + capacité de charge de première étape de capacité divisée). De plus, nous connaissons le déterminant du premier effet de toute la batterie : le premier effet de toute la batterie est égal au plus faible du premier effet des électrodes positive et négative. Enfin, plusieurs facteurs affectant la première efficacité de la batterie pleine sont introduits.

Épilogue

Afin d'améliorer la capacité du produit, nous devons espérer que la première efficacité de la batterie complète est aussi élevée que possible, de sorte que la première efficacité de la batterie complète peut être considérablement améliorée en s'appuyant sur les plusieurs premiers facteurs d'influence de l'efficacité mentionnés ci-dessus. article? La réponse est non. Les mesures d'amélioration ci-dessus auront peu d'effet ou entraîneront d'autres effets négatifs. Bref, ils ne sont pas un moyen efficace d'améliorer l'efficacité du premier coup.

Quels sont donc les moyens pratiques d'améliorer l'efficacité du premier coup ?
La réponse se trouve dans le dernier article de cette série - pré-lithiation. Attendons tous ça avec impatience ~~