W powyższym artykule z półogniwem przedstawiono przyczyny pierwszej skuteczności półogniw z materiału elektrody dodatniej i ujemnej. W rzeczywistości, w ostatecznym rozrachunku, pierwsza sprawność jest rodzajem utraty pojemności. Kiedy materiały dodatnie i ujemne o pierwszej sprawności jednocześnie utworzą pełną baterię, jak będzie wyglądała pierwsza sprawność? Jaki jest wpływ pierwszej sprawności na pełne ogniwo? Czy jest sposób, aby to poprawić? O tym jest ten artykuł.

Mówiąc o pierwszej sprawności pełnej baterii, musimy zacząć od jej metody testowania. Po napełnieniu akumulatora płynem, musi on przejść przez dwa procesy ładowania i rozładowania: tworzenia i separacji pojemności. Ogólnie rzecz biorąc, pierwszym etapem tworzenia i rozdzielania pojemności jest proces ładowania. Suma dwóch pojemności to pierwsze naładowanie pełnego akumulatora. Drugim etapem etapu dystrybucji pojemności jest generalnie rozładowanie ze stanu pełnego naładowania do pustego ładunku, więc pojemność tego etapu jest pojemnością rozładowania pełnego akumulatora. Łącząc te dwa, otrzymujemy algorytm pierwszej sprawności pełnego ogniwa:

Pierwsza sprawność całej baterii = pojemność rozładowania drugiego kroku dzielenia pojemności / (pojemność ładowania formacji + pojemność ładowania pierwszego kroku dzielenia pojemności)

Po zrozumieniu metody badawczej przyjrzyjmy się co decyduje o pierwszej sprawności pełnego ogniwa. Aby wyjaśnić to pytanie, załóżmy najpierw, że bateria jest naładowana w następujący sposób: elektroda dodatnia baterii wykorzystuje materiał trójskładnikowy o wydajności po raz pierwszy 88%, a elektroda ujemna wykorzystuje materiał grafitowy o wydajności po raz pierwszy 92%. Jaka będzie pierwsza wydajność dla tego pełnego ogniwa?

Po pierwszym naładowaniu i rozładowaniu 100 dodatnich aktywnych jonów litu tylko 88 może być dalej poddanych recyklingowi. Przyczyną utraty 12 jonów litu jest utrata 8 jonów litu w pierwszym efekcie elektrody ujemnej oraz brak miejsca na wprowadzenie litu w wyniku pierwszego efektu elektrody dodatniej, a 4 jony litu pozostają w elektroda ujemna i nie może powrócić do elektrody dodatniej.

Wniosek jest teraz oczywisty: kiedy pierwszy efekt dodatni wynosi 88%, a pierwszy efekt ujemny 92%, pierwszy efekt pełnego ogniwa wynosi 88%, co jest równe dolnej elektrodzie dodatniej. Gdy pierwszy efekt elektrody ujemnej jest niższy, na przykład elektroda dodatnia z tlenku litu i kobaltu i grafitowa elektroda ujemna, pierwszy efekt całej baterii jest równy efektowi elektrody ujemnej z niższym pierwszym efektem.

Okno wiedzy: Sprawność pełnego ogniwa po raz pierwszy jest równa niższej sprawności materiałów anodowych i katodowych po raz pierwszy.

W przypadku pełnej baterii współczynnik formowania pierwszej sprawności jest również związany z reakcjami ubocznymi pierwszego ładowania i rozładowania oraz zakresem napięcia pierwszego ładowania i rozładowania (począwszy od 0 V dla ładowania i kończąc na 2,5 ~ 3,0 V dla rozładowania ). Czynniki te nie wpływają jednak istotnie na powyższe wnioski.

W ostatnim artykule przedstawiłem pierwsze wartości wydajności różnych rodzajów materiałów. Oprócz wpływu rodzajów materiałów, jakie inne czynniki wpłyną na pierwszą wydajność pełnych ogniw?

Pierwszy to wpływ powierzchni właściwej grafitowej elektrody ujemnej. Gdy powierzchnia właściwa grafitowej elektrody ujemnej jest większa, obszar do tworzenia filmu SEI będzie większy, co zużyje więcej jonów litu i zmniejszy pierwszą wydajność całej baterii (założenie jest takie, że pierwsza wydajność ujemnej elektroda jest niższa niż dodatnia).

Kolejnym czynnikiem wpływającym na pierwszą sprawność jest system ładowania chemicznego. Gdy warstewka SEI utworzona przez formowanie chemiczne jest cieńsza i gęstsza, zużycie jonów litu w tym procesie można zmniejszyć, a wydajność po raz pierwszy można poprawić. Aby zapewnić efekt formowania folii SEI, ważnym czynnikiem jest pojemność ładunku formacyjnego.

Ponadto nadmiernie duży nadmiar elektrody ujemnej wymaga utworzenia większej liczby warstw SEI, co w pewnym stopniu zmniejsza pierwszą wydajność. Dodanie rozpuszczalnika PC do elektrolitu poszerzy okno temperatury roboczej akumulatora litowo-jonowego, ale jeśli nie ma odpowiedniego dodatku tworzącego warstwę w celu ochrony elektrody ujemnej, łatwo jest spowodować, aby PC odkleił grafitową elektrodę ujemną i zmniejszyć po raz pierwszy całą baterię. efektywność.

Następnie zróbmy podsumowanie tego artykułu. Najpierw przedstawię metodę obliczania pierwszej sprawności pełnego akumulatora, która jest podzieloną pojemnością rozładowania / (pojemność utworzona + pojemność dzielona pojemność pierwszego kroku). Ponadto znamy wyznacznik pierwszego efektu całej baterii: pierwszy efekt całej baterii jest równy niższemu z pierwszego efektu elektrody dodatniej i ujemnej. Na koniec wprowadzono kilka czynników wpływających na pierwszą sprawność pełnej baterii.

Epilog

Aby poprawić pojemność produktu, musimy mieć nadzieję, że pierwsza sprawność pełnej baterii jest tak wysoka, jak to możliwe, więc można znacznie poprawić pierwszą sprawność pełnej baterii, opierając się na kilku pierwszych czynnikach wpływających na wydajność wymienionych powyżej artykuł? Odpowiedź brzmi nie. Powyższe działania usprawniające przyniosą albo niewielki skutek, albo wywołają inne negatywne skutki. Krótko mówiąc, nie są skutecznym sposobem na poprawę efektywności za pierwszym razem.

Więc jakie są praktyczne sposoby na poprawę wydajności po raz pierwszy?
Odpowiedź kryje się w ostatnim artykule z tej serii - przed litowaniem. Nie możemy się doczekać~~