I den ovennevnte halvcelleartikkelen ble årsakene til den første effektiviteten til de positive og negative elektrodematerialets halvceller introdusert. Faktisk, i den endelige analysen, er den første effektiviteten en type kapasitetstap. Når de positive og negative materialene med den første virkningsgraden samtidig danner et fullt batteri, hvordan vil den første virkningsgraden se ut? Hva er virkningen av den første effektiviteten på hele cellen? Er det en måte å forbedre det på? Det er det denne artikkelen handler om.

Når vi snakker om den første effektiviteten til det fulle batteriet, må vi starte med testmetoden. Etter at batteriet er fylt med væske, må det gå gjennom de to lade- og utladingsprosessene med dannelse og kapasitetsseparasjon. Generelt sett er det første trinnet med dannelse og kapasitetsseparasjon ladeprosessen. Summen av de to kapasitetene er første gang det fulle batteriet lades. Det andre trinnet i kapasitetsfordelingstrinnet er generelt å lade ut fra en fulladet tilstand til en tom ladning, så kapasiteten til dette trinnet er utladingskapasiteten til det fulle batteriet. Ved å kombinere de to oppnås algoritmen for den første effektiviteten til hele cellen:

Den første effektiviteten til hele batteriet = utladingskapasiteten til det andre trinnet med å dele kapasiteten / (ladekapasiteten til formasjonen + ladekapasiteten til det første trinnet med å dele kapasiteten)

Etter å ha forstått testmetoden, la oss ta en titt ved det som bestemmer den første effektiviteten til den fulle cellen. For å avklare dette spørsmålet, la oss først anta et fullt batteri som dette: den positive elektroden til batteriet bruker et ternært materiale med en førstegangseffektivitet på 88 %, og den negative elektroden bruker et grafittmateriale med en førstegangseffektivitet på 92 %. Hva vil være den første effektiviteten for denne fullcellen?

Etter den første ladningen og utladningen av 100 positive aktive litiumioner, kan bare 88 fortsette å resirkuleres. Årsakene til tapet av 12 litiumioner er tapet av 8 litiumioner i den første effekten av den negative elektroden, og mangelen på plass for litiuminnføring på grunn av den første effekten av den positive elektroden, og 4 litiumioner forblir i negativ elektrode og kan ikke gå tilbake til den positive elektroden.

Konklusjonen er nå åpenbar: når den positive første effekten er 88 % og den negative første effekten er 92 %, er den første effekten av hele cellen 88 %, som er lik den nedre positive elektroden. Når den første effekten av den negative elektroden er lavere, slik som den positive litium-koboltoksidelektroden og den negative grafittelektroden, er den første effekten av hele batteriet lik den til den negative elektroden med en lavere første effekt.

Kunnskapsvindu: Førstegangseffektiviteten til fullcellen er lik den lavere førstegangseffektiviteten til anode- og katodematerialene.

For det fulle batteriet er dannelsesfaktoren til den første effektiviteten også relatert til sidereaksjonene til den første ladningen og utladingen og spenningsområdet for den første ladningen og utladingen (starter ved 0V for lading og slutter ved 2,5~3,0V for utlading ). Disse faktorene påvirker imidlertid ikke konklusjonene ovenfor i vesentlig grad.

I den siste artikkelen introduserte jeg de første effektivitetsverdiene for ulike typer materialer. I tillegg til påvirkningen av materialtyper, hvilke andre faktorer vil påvirke den første effektiviteten til fulle celler?

Den første er påvirkningen av det spesifikke overflatearealet til den negative grafittelektroden. Når det spesifikke overflatearealet til grafitt-negative elektroden er større, vil arealet for å danne SEI-filmen være større, noe som vil forbruke mer litiumioner og redusere den første effektiviteten til hele batteriet (forutsetningen er at den første effektiviteten til den negative elektroden er lavere enn positiv).

En annen faktor som påvirker den første effektiviteten er kjemikaliepåfyllingssystemet. Når SEI-filmen som dannes ved kjemisk dannelse er tynnere og tettere, kan forbruket av litiumioner i denne prosessen reduseres og førstegangseffektiviteten kan forbedres. For å sikre formasjonseffekten til SEI-filmen, er formasjonsladingskapasiteten en viktig faktor.

I tillegg krever et for stort negativt elektrodeoverskudd dannelse av flere SEI-filmer, og reduserer dermed den første effektiviteten til en viss grad. Tilsetning av PC-løsningsmiddel til elektrolytten vil utvide driftstemperaturvinduet til litium-ion-batteriet, men hvis det ikke er noe tilsvarende filmdannende tillegg for å beskytte den negative elektroden, er det lett å få PC til å skrelle av grafitt-negative elektroden og reduser den første tiden av hele batteriet. effektivitet.

La oss deretter lage en oppsummering av denne artikkelen. Først vil jeg introdusere beregningsmetoden for den første effektiviteten til det fulle batteriet, som er delt kapasitet utladningskapasitet / (dannet ladekapasitet + delt kapasitet første trinn ladekapasitet). I tillegg vet vi determinanten for den første effekten av hele batteriet: den første effekten av hele batteriet er lik den laveste av den første effekten av de positive og negative elektrodene. Til slutt introduseres flere faktorer som påvirker den første effektiviteten til det fulle batteriet.

Epilog

For å forbedre produktkapasiteten, må vi håpe at den første effektiviteten til det fulle batteriet er så høy som mulig, så kan den første effektiviteten til det fulle batteriet bli betydelig forbedret ved å stole på de flere første effektivitetspåvirkende faktorene nevnt ovenfor artikkel? Svaret er nei. Ovennevnte forbedringstiltak vil enten ha liten effekt eller vil gi andre negative effekter. Kort sagt, de er ikke en effektiv måte å forbedre effektiviteten på den første tiden.

Så hva er de praktiske måtene å forbedre førstegangseffektiviteten?
Svaret ligger i den siste artikkelen i denne serien - pre-lithiation. La oss alle se frem til det~~