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饮风听月铁杆木虫 (著名写手)
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扣电半电池为什么首次效率会比较低？ 已有2人参与
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情况描述：以LCO正极为例（是锂金属半电池不是全电池） 1. 首次充电过程中，库伦效率一般低于90%；也就是说放电容量/充电容量<90%。 2. 第二次及以后的充放电过程中，库伦效率一般在99%左右。也就是说放电容量约等于充电容量。 3. 第二次的充电容量远小于首次充电容量但略大于首次放电容量。 4. 第二次的放电容量略小于第二次的充电容量。 不知以上描述是否正确。 现在问题来了： 1. 首次充放电存在许多side-reaction，所以，假设充电时正极脱出100个锂离子，只有90个锂离子会到达锂负极上，其他10个锂离子被不可逆消耗掉了（SEI膜等等）。那么放电时，首先会有90个原装锂离子从负极跑回正极，但是此时正极还少10个锂离子，为什么锂金属负极不提供剩下的10个锂离子给正极呢？是锂金属不能提供锂离子吗？如果能提供的话为什么不提供呢？充电时那90个锂离子是以什么形式存在于锂金属负极上呢？ 2. 第二次充放电过程中，充电容量大于首次放电容量。这个差值（充电容量2-首次放电容量）全部是因为极片活化更加充分所导致的吗？ 请各位大牛赐教，谢谢。 |
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除了上面说的副反应，首次正极材料结构本身会发生不可逆的变化，比如原子重排等，造成一些储锂位置不可逆，也会造成首次库伦效率低，这样即使外界有剩余的锂离子可不能补充损失的容量。 对于锂在负 ，具体的存在形式我也没研究过，但可以看看锂枝晶的文章。我的理解是锂本身作为负极时副反应也很多，锂离子的脱嵌也不是理想足够快的响应的，另外负极表面的锂离子浓度是它脱锂的驱动力，应该还是正极本身是容量的短板。Interconnected hollow carbon nanospheres for stable lithium metal anodes，一篇锂负极的文章。 |
2楼2014-08-31 17:50:29
gaotiger
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