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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 » 电化基础 » Si负极半电池组装没有容量是什么原因？
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chenxuhao20

新虫 (初入文坛)

[求助] Si负极半电池组装没有容量是什么原因？ 已有4人参与

目前在做Si负极，极片出来之后组装半电池

刚开始用的电解液是1M LiPF6+ECEC:EMC（1:1:1,v:v:v）隔膜是实验室原有的Celgard2325隔膜

组装之后的半电池首次库伦约为55%，0.5A/g循环50次后的的比容量约800mAh/g，与文献有比较大的差距。

后来经过对比发现电解液中添加FEC能极片循环性能，因此购买了新的电解液1M LiPF6+ECMC(1:1,v:v)+10wt%FEC

重新组装半电池后没有容量了，有一个特征是组装半电池的时候可以明显看出相对于前面那一组，隔膜没有浸润

文献中所使用的电解液大部分是1M LiPF6+ECEC（3:7,v:v）+10wt%FEC，所用隔膜大部分是Celgard2400

也有部分文献使用的电解液是1M LiPF6+ECEC：DMC（1:1:1,v:v:v）,所用隔膜是Celgard3501

请问各位虫友，出现这个问题的原因是什么，是隔膜问题还是电解液的问题？
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1楼 2016-09-02 09:35:10
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)

红尘来去一场梦

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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chenxuhao20(langzhizhou代发): 金币+5 2016-09-05 20:50:50
先别怀疑电解液和隔膜，先解决负极材料充放电体积膨胀控制是关键。
体积膨胀导致电极崩溃、材料失活，嵌锂太多导致颗粒破裂、颗粒与颗粒之间导电失效，锂就出不来。极片相对稳定了，再优化电解液。
硅负极循环性能影响因素太多，好结果的再现性很差。模仿文献的话，材料结构、粒度，电极配方（导电剂、粘结剂类型与用量），甚至极片厚度、压实，电极外力（比如圆柱就好于软包），对测试结果都会有影响。
我曾经用FEC完全替代了EC，首次效率能做到93%，可逆容量700的样子（材料容量可能有2000，降低利用率限制膨胀），自己做的材料。
硅负极发展了很多年，方方面面的文献都有，多了解机理、技术难点、别人的解决思路，避免很表面的模仿。
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16楼2016-09-03 18:11:46
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普通回帖

chenxuhao20

新虫 (初入文坛)
其中笑脸符号是：d    ...
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2楼2016-09-02 09:35:52
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chenxuhao20

新虫 (初入文坛)
刚刚查了一下Celgard2325是一种PP/PE/PP三层隔膜，25um厚
Celgard2400是一种PP隔膜，25um厚
Celgard3501是一种商用pp隔膜，25um厚
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3楼2016-09-02 10:09:09
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aa10106699

铁虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
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chenxuhao20: 金币+2, ★有帮助 2016-09-02 10:36:33
应该是电解液问题吧，浸润不好。隔膜型号不一样主要就是厚度和孔隙率不一样。主材质都主要是PP类型的。
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4楼2016-09-02 10:13:32
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chenxuhao20

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by aa10106699 at 2016-09-02 10:13:32
应该是电解液问题吧，浸润不好。隔膜型号不一样主要就是厚度和孔隙率不一样。主材质都主要是PP类型的。

如果是电解液的问题的话那是电解液测组分不对吗？
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5楼2016-09-02 10:36:13
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
chenxuhao20: 金币+3, ★有帮助 2016-09-02 14:27:08
FEC电解液确实不容易润湿隔膜，但没有容量就很奇怪了，这几种隔膜差别不大的，主要还是电解液的问题
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6楼2016-09-02 11:21:42
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chenxuhao20

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by liuwei2004 at 2016-09-02 11:21:42
FEC电解液确实不容易润湿隔膜，但没有容量就很奇怪了，这几种隔膜差别不大的，主要还是电解液的问题

那请问这种情况怎么解决呢？换电解液吗
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7楼2016-09-02 14:27:38
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by chenxuhao20 at 2016-09-02 14:27:38
那请问这种情况怎么解决呢？换电解液吗...

你对比一下就知道了，用之前电解液再试试

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8楼2016-09-02 14:33:10
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chenxuhao20

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
8楼: Originally posted by liuwei2004 at 2016-09-02 14:33:10
你对比一下就知道了，用之前电解液再试试
...

嗯，是电解液的问题，加了FEC的电解液浓度变大了，但是我所需要的电解液必须加FEC啊...而且我也尝试了将组装完后的静置时间由5h增加到12h，还是没有解决
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9楼2016-09-02 14:48:37
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mickey008999

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
chenxuhao20(langzhizhou代发): 金币+2 2016-09-05 20:50:35
装了电池静置多久才开始测呀？要留给电解液浸润的时间，通常要静置一夜。另外硅负极不知道是什么形貌的，这个也有差别，比如纳米级硅颗粒和微米极的相比，容量差别就比较明显
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在工作中寻找乐趣
10楼2016-09-02 15:13:44
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