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zcc2010

铜虫 (小有名气)

[求助] 锂电负极 充电比容量比放点比容量大

请教一下各位:
我用的是石墨烯做锂电负极,装好的半电池。本来应该放电比容量要大于充电比容量。但我做的部分电池却是相反的现象。
膈膜,阻隔了电子在电池内部的迁移,那应该只有锂离子的迁移。不应该会出现充电比容量(脱锂量)大于放电比容量(嵌锂)。
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Parker一班

木虫 (正式写手)

水牛生态学家

【答案】应助回帖

楼主您好:
(PS:强调一点,我不知道正负极、阴阳极这些中国名词哪个是哪个,所以这里全部用英文术语。)

严重强调:无论对于anode还是cathode,charging process都是指Lithium ions move from cathode to anode。(一定要记住这点!!!)反之就是,discharging process里,Lithium ions move from anode to cathode。

楼主犯了严重的概念混淆,罪魁祸首是中国老师嘴里的阴阳极、正负极搞的鬼。

对于楼主的case,如果你是做silicon anode的话,那么charging(应该是你所谓的“充电”)的时候,锂离子从锂片向silicon移动,在~0.7 V vs Li/Li+范围内,Si-Li合金反应大量进行,形成LixSi合金。这个过程才是“充电”,尽管电压在下降直至0.01 V左右。楼主估计会纳闷了:为什么电压下降还叫“充电”呢?呵呵,如果充能量叫充电的话,那楼主原来的想法就是对的。但显然,依照楼主的想法,楼主遇到了麻烦,Coulombic Efficiency大于100%了。因此,对于测试anode的半电池而言,充电过程电压下降,锂离子从cathode一端跑到anode一端了。

讲到这,楼主应该可以明白了,跑进silicon里面的锂离子在discharge的时候,必然出来的锂离子要比刚刚冲进去的少一些,少的这部分锂离子就是导致库仑效率低于100%的根本原因!如果楼主想知道这部分锂离子跑到哪里去了,为什么出不来,可以看看Marie-Tarascon的文章,从材料学的角度研究下锂离子的热动力学性质,还有SEI膜的形成机理,楼主必会有个笼统的sense!

Peter
早起的菜鸟有菜吃
9楼2013-08-02 02:45:12
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sheva@7

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


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zcc2010: 金币+1, ★★★很有帮助, 有这样的可能 2013-08-01 15:29:36
你的扣电装配好了静置时间够久了之后,电池本身已经有电压了吧?那就证明已经有锂由于浓度原因迁移了一部分到石墨上了,所以你测的时候放电容量少了这一部分~
5楼2013-07-30 08:52:05
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Parker一班

木虫 (正式写手)

水牛生态学家

【答案】应助回帖


zcc2010: 金币+1, ★★★很有帮助, 麻烦能把文章直接附上吗?我载不了。 2013-08-05 15:19:55
另外,给楼主找了篇比较新的不错的文献,自己看下,相信会对anode的充放电有所领悟!
Literature:Three-Dimensional Hierarchical Ternary Nanostructures for High-Performance Li-Ion Battery Anodes, Nano Letters, 2013
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1 ... p;searchHistoryKey=
早起的菜鸟有菜吃
10楼2013-08-02 02:49:57
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普通回帖

dhqdqk

金虫 (正式写手)

是不是你把这两个过程理解反了?
充電比容量(脫鋰)大於放電比容量(嵌鋰)
充電比容量(嵌鋰)大於放電比容量(脫鋰)
2楼2013-07-29 17:36:01
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836255334

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
本来应该放电比容量要大于充电比容量 这是为什么了?
自己加油!
3楼2013-07-29 23:00:01
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蛤利油

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
首圈放电的时候然后充电也是充的多吗
4楼2013-07-29 23:26:47
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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
正极我见过这种情况,也就是因为材料本身在制备过程中贫锂,那么在半电池的测试中,效率有可能大于100%,这个有实践经验了。对于负极还没碰到过,楼主可以尝试同一种材料多做几个电池做对比,如果是偶发事件,有可能手艺问题。
6楼2013-07-30 09:07:58
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zcc2010

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by sheva@7 at 2013-07-30 08:52:05
你的扣电装配好了静置时间够久了之后,电池本身已经有电压了吧?那就证明已经有锂由于浓度原因迁移了一部分到石墨上了,所以你测的时候放电容量少了这一部分~

有这样的可能,但也不至于大40% 以上。有好几个电池都这样。
7楼2013-08-01 15:30:54
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anne-he

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

对于负极半电池,正极应该是金属锂,负极是你检测的石墨烯活性物质,这是一个反极性,放电容量的数值实际是充电容量,充电容量的数值其实是放电容量。
8楼2013-08-01 16:58:24
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