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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化资源 » 三元材料和LFP半电池首效为什么不是100%
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涂易

新虫 (小有名气)

[求助] 三元材料和LFP半电池首效为什么不是100% 已有6人参与

如下2图分别是NCM和LFP的扣电半电池的客容量，其首效均低于100%，且NCM只有90%，因为对电极是Li片，按理说不会有活性Li损失，所以觉得半电池首效应该接近100%才对，请教各位虫友帮忙解答，谢谢！

三元材料和LFP半电池首效为什么不是100%
LFP.PNG


三元材料和LFP半电池首效为什么不是100%-1
NCM.PNG
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首孝悌，次谨信，泛爱众，而亲人，有余力，则学文
1楼 2016-06-16 14:15:08
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lliang157

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
louderbe: 金币+1 2016-06-17 09:12:44
充电时有部分二价镍氧化成四价，放电时，这部分4价镍有部分转成三价镍，因此首效低于100%，还有，正极脱出那么多锂离子，并不能保证这些空位能全部再嵌入那么多锂，同时还有极化的存在，总之，还有诸多因素一起影响正极材料的首效。
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5楼2016-06-16 16:59:30
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doctor123abc

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
涂易(langzhizhou代发): 金币+1 2016-06-30 03:34:42
1，楼主第二幅图有个单词打错了
2，其实在正极材料制备过程中，锂离子是过剩的，所以第一次充电时，脱出的锂离子就很多，但是脱锂后的材料锂离子的位置是有限的，所以首次效率一般较低。
3，充放电过程中锂离子主要由三部分组成，可逆的锂离子、形成SEI膜消耗的锂离子、不可逆锂离子（嵌入的和储存的等），在正极也会成膜，俗称ECM膜
4，楼主的三元放电容量似乎比铁锂的还低，这批三元是否有问题？
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6楼2016-06-17 21:08:08
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mickey008999

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
涂易(langzhizhou代发): 金币+1 2016-06-18 02:02:27
引用回帖:
3楼: Originally posted by 涂易 at 2016-06-16 15:51:42
谢谢你的回复，rate是1C，对于LFP、NCM化成后的全电池1C充放效率基本都能接近100%，所以不会是rate问题。
另这种扣电池是用来检测来料的，每批都会做，每批的半电池首效基本都是NCM90%，LFP98%，扣电测试方法是经 ...

如果排除了其它原因，那有没有可能是正极材料表面形成了类似于SEI膜的层，虽然普遍认为正极材料表面不会有SEI膜形成，但是之前看过一篇文章，它进行了原位TEM观察，确定正极表面是会形成一层非晶物质，但这个过程是动态的，它随着充放电生成又分解。有没有可能是这个类似SEI膜的物质导致的首效损失呢？
我个人并不做正极，希望可以帮助到你，可能以上观点有误，还请谅解
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在工作中寻找乐趣
4楼2016-06-16 16:08:31
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Love_Matrix

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
langzhizhou: 金币+2 2016-06-30 03:35:22
磷酸铁锂理论上不会有什么不可逆容量，所以首次库伦效率接近100%，而三元材料由于锂镍混排导致一部分脱出的锂回不到正极，必须放到足够低的电位下才能回嵌（<2V vs Li/Li+), 锂片的标准氢电位-3.04V，大部分材料相对锂的开路电位都在3V左右
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15楼2016-06-20 10:28:43
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普通回帖

mickey008999

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
涂易(langzhizhou代发): 金币+1 2016-06-18 02:02:19
不知道这个充放电的倍率是多少呢？虽然负极为金属锂，没有损失，但是充入正极的锂离子不一定都能出来啊，可能会由于电解液渗透不够等原因造成死锂
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在工作中寻找乐趣
2楼2016-06-16 14:45:47
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涂易

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by mickey008999 at 2016-06-16 14:45:47
不知道这个充放电的倍率是多少呢？虽然负极为金属锂，没有损失，但是充入正极的锂离子不一定都能出来啊，可能会由于电解液渗透不够等原因造成死锂

谢谢你的回复，rate是1C，对于LFP、NCM化成后的全电池1C充放效率基本都能接近100%，所以不会是rate问题。
另这种扣电池是用来检测来料的，每批都会做，每批的半电池首效基本都是NCM90%，LFP98%，扣电测试方法是经过验证的，不会出现浸润不好的问题。

对于阴极，首次充电是脱锂，能脱出的活性部位应该不存在浸润问题，又因为对电极是Li片，为什么在首次放电时，阴极不能按脱出的Li离子比例全部嵌入
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首孝悌，次谨信，泛爱众，而亲人，有余力，则学文
3楼2016-06-16 15:51:42
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langzhizhou

版主 (职业作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
涂易(louderbe代发): 金币+1 2016-06-20 10:31:49
全电池的1C充放电效率是100%，不能表示半电池的1C也要100%；
全电池是经过完全活化后的，一开始的不可逆损失都去掉了，而半电池首次充放电会有一些不可逆的损失，材料缺陷也好，混料不匀也好，杂质也好，等等
另外，半电池的阻抗很大，远比全电池大，所以想要高效率，就要降低倍率，这点很重要，0.1C、0.05C
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何处高楼无可醉，谁家红袖不相怜！
7楼2016-06-18 02:06:17
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小河明月

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
涂易(langzhizhou代发): 金币+1 2016-06-30 03:35:00
因为你放电没有放到0V，就这么简单！
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为了新型材料，为了新的未来！！
8楼2016-06-18 15:58:29
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小河明月

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
8楼: Originally posted by 小河明月 at 2016-06-18 15:58:29
因为你放电没有放到0V，就这么简单！

或者没有放到充电的初始电压！
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为了新型材料，为了新的未来！！
9楼2016-06-18 15:59:02
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职业骗子

新虫 (小有名气)
学习了

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10楼2016-06-18 16:38:56
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