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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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yhdhx

金虫 (小有名气)

[求助] 锂离子电池负极材料充放电的一些问题求助

有这么两个问题想请教一下大家:
  1、负极材料,材料为正极,锂片做对电极。为什么第二次放电的容量会比前一次的充电容量要大了(如下图)。我的理解是:充电是嵌入材料中的锂重新脱出来,而放电是锂再嵌入到材料中,那么嵌入的锂就应该比脱出的锂要少啊,难道是每次进行嵌锂的时候,不仅仅包含了前一次脱出来的锂,还有锂片的再次脱锂吗?是不是每次放电的过程中锂片都要脱锂啊?在文献中好像也见过这种情况,但是大部分都不会出现这种情况吧。(表达的不清楚,请各位见谅)。

2、 还有就是,为什么组的电池首次的放电容量有很高,但是首次充电时容量就很低了啊,我是按师兄的方法制备的材料,师兄组的电池容量都很高的,是我组电池由问题吗.
锂离子电池负极材料充放电的一些问题求助
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zerglsc

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
yhdhx: 金币+5, 有帮助 2013-07-17 17:57:50
对于电极负极材料来说,第二次嵌锂容量高于第一次嵌锂是很正常的。原因也有很多种,例如,极片不均匀性、材料导电性不好,电解液浸润不好等。即使对于石墨这种高导电性负极来来说,也不一定首次嵌锂就一定能达到理想水平,尤其是恒流充放电。因此建议以多段逐渐减小电流的方法来嵌锂,如0.5mA放电至10mV、0.2mA放电至10mV、0.1mA放电至10mV,然后以同一电流充电即楞。你会发现同一批电池,不同段的嵌锂容量差别是很大的。一般这种方法只要第一次使用就可以了,后续循环不需要再多段嵌锂。另外,延长浸润时间,或烘烤时间,控制极片一致性,增加导电剂含量等只是电池工艺方面,多摸索一下,这个是不能偷懒的。
你的那个理解是有问题的,全电池中锂含量由正极决定,但是半电池中负极用金属锂的容量是3800mAh/g,锂片是相当于无限锂的。对于硅、硬碳、氧化物类负极来说,前几次容量增加是很常见的。正极也有这种现象。
至于你材料容量低于你师兄的,那再正常不过了,即使拿一款商业化的材料给一个新手,做出来的性能也有可能非常差的。更何况自己合成的材料。哪有稳定性可言。
7楼2013-07-17 11:46:58
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LI-LIANG

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
yhdhx: 金币+3, 有帮助 2013-07-17 10:19:40
存在SIM膜啊,放电过程中形成了SIM膜,消耗了LI。所以充电时,容量就小了。前面的问题,还不太清楚,
坚持就是胜利
2楼2013-07-17 10:12:36
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yhdhx

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by LI-LIANG at 2013-07-17 10:12:36
存在SIM膜啊,放电过程中形成了SIM膜,消耗了LI。所以充电时,容量就小了。前面的问题,还不太清楚,

谢谢你的回复。
   可是我是按师兄的方法制备的材料,师兄组的电池首次的不可逆没有那么大的,所以不晓得是不是组电池手艺的问题,当然材料没师兄制备的好也是有可能的咯。 那请问有什么组电池的原因会导致首次的不可逆增大了?
3楼2013-07-17 10:21:54
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mars0611

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
zlin: ECEPI+1, 鼓励应助! 2013-07-17 12:51:41
yhdhx: 金币+5 2013-07-17 17:58:36
同样纠结这个问题。。我理解的是对于模拟电池中的活性材料(负极),有固定的理论比容量,但是每周嵌锂的时候,会因为材料表面出现更多的缺陷和更大的比表面积,可以承载更多的锂,也就是导致放电容量的增大。你刚陈述的“锂片的再次脱锂”我是赞同的,因为锂片中的锂含量肯定是要满足于活性材料的嵌锂量的,比如说如果石墨的理论比容量是372mAh/g,锂片的含锂量可以满足,换成是si 的4200mAh/g,锂片的含锂量满足不了了,肯定不可能的吧。
4楼2013-07-17 11:08:55
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