อะไรมีผลต่อประสิทธิภาพครั้งแรกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (B)?
2022.Jul 12
ในบทความครึ่งเซลล์ด้านบน มีการแนะนำเหตุผลสำหรับประสิทธิภาพแรกของครึ่งเซลล์ของวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบ ในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย ประสิทธิภาพแรกคือการสูญเสียกำลังการผลิตประเภทหนึ่ง เมื่อวัสดุบวกและลบที่มีประสิทธิภาพแรกพร้อมกันก่อให้เกิดแบตเตอรี่เต็มประสิทธิภาพแรกจะเป็นอย่างไร? อะไรคือผลกระทบของประสิทธิภาพแรกในเซลล์เต็ม? มีวิธีการปรับปรุงหรือไม่? นั่นคือสิ่งที่บทความนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ

พูดถึงประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็ม เราต้องเริ่มด้วยวิธีการทดสอบ หลังจากที่แบตเตอรี่เต็มไปด้วยของเหลวแล้ว จะต้องผ่านกระบวนการชาร์จและการคายประจุสองขั้นตอนของการก่อตัวและการแยกความจุ โดยทั่วไป ขั้นตอนแรกของการก่อตัวและการแยกความจุคือกระบวนการชาร์จ ผลรวมของความจุทั้งสองคือครั้งแรกที่ชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม ขั้นตอนที่สองของขั้นตอนการกระจายความจุโดยทั่วไปคือการปลดปล่อยจากสถานะที่ชาร์จเต็มไปเป็นประจุที่ว่างเปล่า ดังนั้นความจุของขั้นตอนนี้คือความจุการคายประจุของแบตเตอรี่เต็ม เมื่อรวมทั้งสองเข้าด้วยกันจะได้อัลกอริทึมสำหรับประสิทธิภาพแรกของเซลล์เต็ม:

ประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่ทั้งหมด = ความจุการคายประจุของขั้นตอนที่สองของการแบ่งความจุ / (ความจุการชาร์จของการก่อตัว + ความจุการชาร์จของขั้นตอนแรกของการแบ่งความจุ)

หลังจากเข้าใจวิธีการทดสอบแล้วเรามาดูกัน ในสิ่งที่กำหนดประสิทธิภาพแรกของเซลล์เต็ม เพื่อชี้แจงคำถามนี้ ก่อนอื่นให้เราถือว่าแบตเตอรี่เต็มเช่นนี้: อิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ใช้วัสดุแบบไตรภาคที่มีประสิทธิภาพครั้งแรกที่ 88% และอิเล็กโทรดลบใช้วัสดุกราไฟท์ที่มีประสิทธิภาพครั้งแรกของ 92%. ประสิทธิภาพแรกสำหรับเซลล์เต็มนี้จะเป็นอย่างไร

หลังจากการชาร์จครั้งแรกและการปล่อยประจุบวก 100 ไอออนลิเธียมไอออน มีเพียง 88 เท่านั้นที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ สาเหตุของการสูญเสียลิเธียมไอออน 12 ตัวคือการสูญเสียลิเธียมไอออน 8 ตัวในผลกระทบครั้งแรกของอิเล็กโทรดเชิงลบ และการขาดพื้นที่สำหรับการแทรกลิเธียมเนื่องจากผลกระทบแรกของอิเล็กโทรดบวกและ 4 ลิเธียมไอออนยังคงอยู่ใน อิเล็กโทรดลบและไม่สามารถกลับสู่อิเล็กโทรดบวกได้

ข้อสรุปนั้นชัดเจนแล้ว: เมื่อผลแรกในเชิงบวกคือ 88% และผลแรกเชิงลบคือ 92% ผลแรกของเซลล์เต็มคือ 88% ซึ่งเท่ากับอิเล็กโทรดขั้วบวกล่าง เมื่อผลกระทบแรกของอิเล็กโทรดลบต่ำกว่า เช่น อิเล็กโทรดขั้วบวกลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์และอิเล็กโทรดลบกราไฟต์ เอฟเฟกต์แรกของแบตเตอรี่ทั้งหมดจะเท่ากับผลของอิเล็กโทรดเชิงลบโดยให้เอฟเฟกต์แรกที่ต่ำกว่า

กรอบความรู้: ประสิทธิภาพครั้งแรกของเซลล์เต็มเท่ากับประสิทธิภาพครั้งแรกที่ต่ำกว่าของวัสดุแอโนดและแคโทด

สำหรับแบตเตอรี่เต็ม ปัจจัยการก่อตัวของประสิทธิภาพแรกยังสัมพันธ์กับปฏิกิริยาข้างเคียงของประจุและการคายประจุครั้งแรกและช่วงแรงดันไฟฟ้าของประจุและการคายประจุครั้งแรก (เริ่มต้นที่ 0V สำหรับการชาร์จและสิ้นสุดที่ 2.5~3.0V สำหรับการคายประจุ ). อย่างไรก็ตาม ปัจจัยเหล่านี้ไม่ได้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อข้อสรุปข้างต้น

ในบทความที่แล้ว ฉันได้แนะนำค่าประสิทธิภาพครั้งแรกของวัสดุประเภทต่างๆ นอกจากอิทธิพลของประเภทวัสดุแล้ว ยังมีปัจจัยอะไรอีกบ้างที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพครั้งแรกของเซลล์เต็ม?

ประการแรกคืออิทธิพลของพื้นที่ผิวจำเพาะของขั้วลบกราไฟท์ เมื่อพื้นที่ผิวจำเพาะของอิเล็กโทรดลบกราไฟต์มีขนาดใหญ่ พื้นที่สำหรับสร้างฟิล์ม SEI จะใหญ่ขึ้น ซึ่งจะใช้ลิเธียมไอออนมากขึ้น และลดประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่ทั้งหมด (สมมติฐานคือประสิทธิภาพแรกของประจุลบ อิเล็กโทรดต่ำกว่าบวก)

อีกปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพแรกคือระบบชาร์จสารเคมี เมื่อฟิล์ม SEI ที่เกิดจากการก่อตัวของสารเคมีบางลงและหนาแน่นขึ้น การใช้ลิเธียมไอออนในกระบวนการนี้จะลดลงและประสิทธิภาพในครั้งแรกก็จะดีขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าผลกระทบของการก่อตัวของฟิล์ม SEI ความจุประจุของการก่อตัวเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญ

นอกจากนี้ อิเล็กโทรดลบที่มีขนาดใหญ่เกินไปจำเป็นต้องมีการสร้างฟิล์ม SEI มากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพแรกในระดับหนึ่ง การเพิ่มตัวทำละลาย PC ลงในอิเล็กโทรไลต์จะทำให้หน้าต่างอุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกว้างขึ้น แต่ถ้าไม่มีการเติมฟิล์มที่สอดคล้องกันเพื่อป้องกันอิเล็กโทรดเชิงลบ ก็จะทำให้พีซีลอกขั้วลบกราไฟท์ออกได้ง่าย และลดครั้งแรกของแบตเตอรี่ทั้งก้อน ประสิทธิภาพ.

ต่อไป เรามาทำบทสรุปของบทความนี้กัน ขั้นแรก ผมจะแนะนำวิธีการคำนวณประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็ม ซึ่งแบ่งความจุความจุจำหน่าย / (ความจุประจุที่เกิดขึ้น + ความจุแบ่งความจุประจุขั้นแรก) นอกจากนี้ เราทราบดีเทอร์มิแนนต์ของเอฟเฟกต์แรกของแบตเตอรี่ทั้งหมด: เอฟเฟกต์แรกของแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากับเอฟเฟกต์แรกสุดของขั้วบวกและขั้วลบที่ต่ำกว่า สุดท้าย มีการแนะนำปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็ม

บทส่งท้าย

เพื่อปรับปรุงความจุของผลิตภัณฑ์ เราต้องหวังว่าประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็มจะสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นประสิทธิภาพแรกของแบตเตอรี่เต็มจะดีขึ้นอย่างมากโดยอาศัยปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพแรกหลายประการที่กล่าวถึงข้างต้น บทความ? คำตอบคือไม่ มาตรการปรับปรุงข้างต้นอาจมีผลเพียงเล็กน้อยหรือจะก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบอื่นๆ กล่าวโดยสรุป สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพในครั้งแรก

แล้ววิธีปฏิบัติจริงในการปรับปรุงประสิทธิภาพครั้งแรกมีอะไรบ้าง
คำตอบอยู่ในบทความสุดท้ายของชุดนี้ - ก่อนการลิเธียม ตั้งหน้าตั้งตารอกันได้เลย~~

คลิกที่นี่เพื่อฝากข้อความ

ฝากข้อความ
ถ้า คุณมีความสนใจใน Sunpal ผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์และต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมกรุณาฝากข้อความที่นี่เราจะตอบคุณภายใน 24 HRS

บ้าน

ผลิตภัณฑ์

เกี่ยวกับ

WhatsApp