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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 » 化学电源 » 疑惑为什么锂离子电池负极材料的首次充放电效率很重要 ？
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superroc1983

铁杆木虫 (著名写手)

[交流] 疑惑为什么锂离子电池负极材料的首次充放电效率很重要 ？

大家共识，锂离子电池负极材料的首次充放电效率很重要，不是很理解。
通常，第一次效率不高，主要是因为SEI膜的形成，消耗一部分容量，同时也消耗锂离子。
但是
（1）一旦SEI形成之后，对后续的充放电循环就没有多少影响呢，容量也能达到较高值
（2）SEI形成消耗的锂离子可否来自于电解质，电解质中有大量的锂离子，消耗一些似乎也无妨。
基于此，第一次充放电效率似乎不重要？ 如何理解呢？谢谢！
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1楼 2013-03-21 06:03:32
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wodden

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
superroc1983: 金币+1 2013-03-22 17:56:22
引用回帖:
4楼: Originally posted by superroc1983 at 2013-03-21 17:28:48
形成SEI所需的电子是外电路提供的。 欢迎讨论，谢谢！
...

楼主还是没搞懂化学电池的原理啊。电子是正极提供的，充电时用来转移电子的能量才是外电路提供的，别搞混了。
赞一下(4人) 回复此楼
10楼2013-03-22 08:25:41
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wodden

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
superroc1983: 金币+1 2013-03-22 17:57:11
SEI膜是还原膜，所以其实损失的电子是无法弥补的。而电子的来源则是正极中的过渡金属，所以提高负极的首次效率是非常必要的。
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3楼2013-03-21 08:23:16
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醋人

至尊木虫 (职业作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
撑大了肚子，以后才能多吃多吐（锂离子）
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2楼2013-03-21 08:08:19
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nofrunolif

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
superroc1983: 金币+1, 之前都看过了，感觉没有解决我的疑问。谢谢！ 2013-03-21 21:50:39
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=4726057&fpage=1

http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=4727712&fpage=1

楼主看看这两个帖子
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6楼2013-03-21 18:27:50
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face

木虫 (小有名气)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
superroc1983: 金币+1 2013-03-22 17:56:42
形成SEI的过程是消耗锂的，在全电池中这些锂都来自于正极材料，这就相当于降低了正极材料的容量，也就降低了电池的容量，而正极材料比负极材料贵多了，而且克容量也低很多，所以消耗正极材料来迁就负极材料完全是不划算的事儿
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7楼2013-03-21 22:17:04
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蜗牛梦

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
问题一：SEI膜是保护碳负极材料防止其与电解液接触分解的，或者说碳负极材料与有机电解液会接触反应生成阻止其继续反应的SEI膜，但这层保护膜本身不稳定会分解破坏，后续充放电会持续生成，这一方面会导致可逆容量的损失，另一方面使得SEI膜加厚增大极化，导致可逆容量降低。而不是你所说的没有多少影响。首次效率之所以重要，个人觉得，如果首次效率过高，SEI膜可能形成不完整或者厚度不够，会造成可逆容量不稳定对后续循环不利；相反，首次效率较低，说明生成的SEI膜太厚，电池极化大，可利用的容量较低，不利于实用。
问题二：个人觉得电解液中的锂离子是一种动态平衡，不是说你想消耗就消耗的吧，而且还有电位的限制，达到一定的电位才会发生反应生成。  
个人见解，仅供参考!  欢迎交流！
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13楼2013-03-31 01:16:32
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superroc1983

铁杆木虫 (著名写手)
内容已删除
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4楼2013-03-21 17:28:48
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superroc1983

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 醋人 at 2013-03-21 08:08:19
撑大了肚子，以后才能多吃多吐（锂离子）

能详细些么
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5楼2013-03-21 17:38:49
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face

木虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
至于负极材料的首次耗锂能不能都来自电解液而非正极材料，自己做个扣式全电池就知道了，是不能的
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8楼2013-03-21 22:19:53
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yxchen

新虫 (初入文坛)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
superroc1983: 金币+1 2013-03-22 17:56:31
有机电解液的粘滞性是和六氟磷酸锂的浓度相关的，摩尔浓度为1M时电解液的粘滞性最低，锂离子电导率最高。再者电池中的电解液与正负极活性材料相比是非常有限的，负极首次库仑效率不高的话不仅消耗正极的锂，同时也消耗电解液中的锂，造成电解液粘滞性增大，锂离子化学扩散系数降低，此外传递电荷的锂离子量降低，对锂电的不良影响很大。
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9楼2013-03-21 22:32:12
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nofrunolif

铁杆木虫 (职业作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
10楼: Originally posted by wodden at 2013-03-22 08:25:41
楼主还是没搞懂化学电池的原理啊。电子是正极提供的，充电时用来转移电子的能量才是外电路提供的，别搞混了。...

电子来自正极？锂离子也来自正极？
那么放电的时候，锂离子从正极跑到负极，电子通过外电路从正极流向负极吗？
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11楼2013-03-30 21:09:10
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wodden

木虫 (正式写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by nofrunolif at 2013-03-30 21:09:10
电子来自正极？锂离子也来自正极？
那么放电的时候，锂离子从正极跑到负极，电子通过外电路从正极流向负极吗？...

是啊
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12楼2013-03-30 23:00:04
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minilin201214楼
2013-05-07 13:24   回复  
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