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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 » 半电池负极材料充电对应全电池放电是什么意思？正极材料是这样吗？
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仲柳

新虫 (初入文坛)

[交流] 半电池负极材料充电对应全电池放电是什么意思？正极材料是这样吗？ 已有1人参与

之前看过几篇文献，测试锂离子电池负极材料的电化学性能，结果显示放电容量明显大于充电容量，这样的话库伦效率不就大于1了么？但是后来看到大家说半电负极材料的充电过程对应全电池的放电过程，所以CE=充电容量/放电容量，这到底是什么意思呢？
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1楼 2014-12-19 14:39:10
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拈花V笑

金虫 (小有名气)
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1.所谓“充电”，是指锂离子从正极材料里跑到负极存起来，这点是锂电基础知识。常规的石墨负极材料，在全电池中做负极，所以充电时，是插锂；而在半电池中，石墨和锂片相对，石墨充当正极，充电时，是脱锂。所以就是你题目中的“半电池负极材料充电对应全电池放电”，也就是都是脱锂过程。
2.同理，正极材料一般在全电池和半电池中都做正极，所以行为是一样的，这个和负极材料不一样，明白吗？
3.你做的负极材料应该是“贫锂态”，比如C，如果把它在半电池中与锂片组成电池，它充当的是正极了，这个时候C-Li半电池应该直接放电，再充电（因为充电是锂离子从正极到负极，而这个时候的石墨正极里面是没有锂离子的）。先放出的电量比充电的电量高，这点你可以理解吗？，所以如果用第一次的放电容量除以第一次的充电容量，库伦效率是大于1的。正确算法应该是用第二次的放电容量除以第一次的充电容量。
4.当然，如果你制备的负极材料是“富锂态”，比如LiC6，这个时候放到半电池中，就是先充电，再放电，算法就是你题目中的，这个时候库伦效率不会大于1的，明白吗？
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2楼2014-12-19 15:46:33
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拈花V笑

金虫 (小有名气)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
补充一下，这里有我回复别人正极组装扣电的情况，问题与你的类似：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=8271811&authorid=2507572
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3楼2014-12-19 16:00:11
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仲柳

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 拈花V笑 at 2014-12-19 15:46:33
1.所谓“充电”，是指锂离子从正极材料里跑到负极存起来，这点是锂电基础知识。常规的石墨负极材料，在全电池中做负极，所以充电时，是插锂；而在半电池中，石墨和锂片相对，石墨充当正极，充电时，是脱锂。所以就是 ...

那也就是说与材料本身的电位相关喽？
1、如果负极是贫锂态的材料，他的电势应该比锂片高，也就是充当的是正极，所以就直接放电，放电过程电势降低，也就是这个放电过程相当于全电池的充电过程，CE=充电容量/放电容量
2、如果是富锂态材料，其本身的电势较低，所以与锂片相比，它还是充当负极，所以就会先充电，这时候的CE=放电容量/充电容量
可以这样理解吗？
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4楼2014-12-19 16:09:49
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拈花V笑

金虫 (小有名气)
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引用回帖:
4楼: Originally posted by 仲柳 at 2014-12-19 16:09:49
那也就是说与材料本身的电位相关喽？
1、如果负极是贫锂态的材料，他的电势应该比锂片高，也就是充当的是正极，所以就直接放电，放电过程电势降低，也就是这个放电过程相当于全电池的充电过程，CE=充电容量/放电容 ...

1.材料中的锂含量会影响其电位，你可以看看LiCx的电压与x的关系图。但不会太大。
2.你的理解不太正确吧。充放电不是材料本身自发进行的，充电得有外部电压，放电得有负载连通正负极。你的第二点，“会先充电”这个错了，就比如说LiC6是我们常说的理论最高容量的化学式了，其实不然，这个时候，你也可以先充电，让材料变成Li2C6之类的，只是材料结构被破坏了而已，循环性差，所以你把锂电充放电的概念载理一理吧。
2.“所以与锂片相比，它还是充当负极”也不对，扣电上锂片一直做负极
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5楼2014-12-19 16:30:05
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拈花V笑

金虫 (小有名气)
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MyTavel: 金币+2, 感谢交流 2014-12-20 17:17:53
引用回帖:
4楼: Originally posted by 仲柳 at 2014-12-19 16:09:49
那也就是说与材料本身的电位相关喽？
1、如果负极是贫锂态的材料，他的电势应该比锂片高，也就是充当的是正极，所以就直接放电，放电过程电势降低，也就是这个放电过程相当于全电池的充电过程，CE=充电容量/放电容 ...

1.搞清楚你研究材料在扣电和全电上应该是先充电还是放电，一般的都是先充再放。当然比如C-Li这样的本来应该是先放再充，如果你设置的是先充再放，其实影响也不大，应为是充不了电的，也就是你的图上第一个充电曲线是没有的。
2.库伦效率只有一个“CE=放电容量/充电容量”，没有充电比放电这种。
1）.根据材料及电池，测试时充电如果在前，放电容量肯定会小于这个充电容量，用这个CE=第n次放电容量/第n次充电容量，表征第n次循环的库伦效率，如果n=1，就是大家比较关系的首周效率了。
2）.如果放电在前，再充电，你这个充电容量永远不会大于第一次的放电容量的，为了表征材料的电化学性能（可逆容量），记住：只用充电后放电的容量除以先前充的容量。这样的表征才是正确的
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6楼2014-12-19 16:42:58
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