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zcc2010

铜虫 (小有名气)

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[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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1楼2013-07-29 15:47:14

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Parker一班

木虫 (正式写手)

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【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