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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 » 关于锂离子电池比容量的疑惑
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sungjen

银虫 (著名写手)

[求助] 关于锂离子电池比容量的疑惑已有6人参与

我们常看到某一种新的负极材料，其比容量很高，但是整个电池的容量难道不受正极材料比容量限制吗？就常见的钴酸锂正极材料来说吧，石墨比容量372，那么整个锂离子电池的比容量是多少呢？  难道跟正极材料比容量没关系吗？实在有些不解，请各位指点一下。
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希望有一天成为大神
1楼2016-02-19 11:03:44
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
sungjen: 金币+10, ★有帮助 2016-02-19 11:31:11
电池设计时，以石墨为负极的电池，正极限容，石墨过量，这时候石墨的比容量是没法计算的，正极的比容量可以计算出来；但全电池比较复杂，正极的库伦效率，负极的库伦效率，SEI膜，负反应都有会消耗活性Li离子，一般计算出来的比容量要低于半电池的测试结果
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2楼2016-02-19 11:16:40
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shenbinssc

捐助贵宾 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
sungjen: 金币+10, ★★★很有帮助 2016-03-09 11:42:09
全电池设计中全电池一般说容量，不讨论全电池的比容量
正极钴酸锂（140mAh/g）为例，
如果正极质量为10g，总容量为1400mAh，那么负极就需要1400mAh的容量与之相匹配（考虑安全等原因，负极一般过量），如果负极比容量为1400mAh/g，则只需要1g，就是说负极比容量越大，所需的负极质量越小，全电池的整体质量越小，质量能量密度越大。
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雄关漫道真如铁，而今迈步从头越！
6楼2016-02-22 09:01:22
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larychen

金虫 (正式写手)
应该是说电池整体重量下降，有利于使用。
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9楼2016-02-23 16:11:11
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sungjen

银虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by shenbinssc at 2016-02-22 09:01:22
全电池设计中全电池一般说容量，不讨论全电池的比容量
正极钴酸锂（140mAh/g）为例，
如果正极质量为10g，总容量为1400mAh，那么负极就需要1400mAh的容量与之相匹配（考虑安全等原因，负极一般过量），如果负极比 ...

恩，多谢啊 ，但是我还有个疑问，如过负极比容量很高，那这样岂不是强迫正极需要更多地质量，当然如果也有正极比容很高的材料，那么整个电池就可以具有很高的能量密度了 （考虑了你们所说的负极过量的因素）。
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希望有一天成为大神
12楼2016-03-09 11:45:43
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普通回帖

sungjen

银虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by liuwei2004 at 2016-02-19 11:16:40
电池设计时，以石墨为负极的电池，正极限容，石墨过量，这时候石墨的比容量是没法计算的，正极的比容量可以计算出来；但全电池比较复杂，正极的库伦效率，负极的库伦效率，SEI膜，负反应都有会消耗活性Li离子，一般 ...

谢谢啊 ，我指的意思是整个全电池的比容量应该是跟正负极材料的比容量相关吧？负极再高，正极只有100多，实际中为了有一个稳定的电压，还是得受较低的那个比容量限制吧? 锂离子消耗我知道，另外一个是我们半电池的测试结果只是测出某一种电极材料的性能，比如某一种比容量很高的负极材料，如果把这个材料放到全电池里面，那么这个全电池的能量密度有改善吗？
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希望有一天成为大神
3楼2016-02-19 11:37:43
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
3楼: Originally posted by sungjen at 2016-02-19 11:37:43
谢谢啊 ，我指的意思是整个全电池的比容量应该是跟正负极材料的比容量相关吧？负极再高，正极只有100多，实际中为了有一个稳定的电压，还是得受较低的那个比容量限制吧? 锂离子消耗我知道，另外一个是我们半电池的 ...

你说的对的。仅仅提高单个电极的比容量没有实际意义，目前限制全电池的能量密度的是正极材料了，负极石墨勉强够用，硅碳也能应用一点，但正极需要很大的提升才能匹配。
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4楼2016-02-19 12:50:25
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liucheng200883

至尊木虫 (著名写手)

帝

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
在全电池设计中，电池的实际容量是以正极材料的比容量为准来计算的，负极在全电池中容量一般都是过量的。

当然，单纯的提高某一种活性物质的比容量的意义确实不是很大，需要正负极材料去匹配，例如，硅基材料，一般制备出来放纯硅基材料有好几千的比容量，如果单纯的去使用纯硅基材料，目前是没有正极材料可以去匹配的，但是如果把一部分硅基材料与石墨复合起来，容量降低到几百，还是与目前放正极材料可以完全匹配的，而且负极面密度会降低，有利于电池性能的提升。
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个性造就风格，风格成就人生，人生创造奇迹
5楼2016-02-19 13:48:56
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louderbe

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
sungjen: 金币+5, ★有帮助 2016-03-09 11:50:23
负极材料比容量高，应用于全电池还是会受到正极材料的限制。全电池容量收到使用活性物质质量的限制，正极材料的高容量，负极材料的高安全性 稳定性，以及电解液的耐温性和较好的导电性更加重要。
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it'sjustagame
7楼2016-02-22 11:03:48
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fljfly

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
sungjen: 金币+5, ★有帮助 2016-03-09 11:51:00
一般说的是扣电，对锂片的。实际电池肯定要综合考虑正负极。
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8楼2016-02-22 11:33:28
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皓备二

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

你的问题比较模糊，所以有多种答案。
作为材料而言我们电池行业叫做材料的克容量，mAh/g
如果是对全电池来说，一般叫体积比能量或者重量比能量，这个数据和设计有关的，材料只是个基础。
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10楼2016-02-23 17:31:12
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