在充电的过程中,锂离子从正极脱出,在负极析出,在测试软件中可以得到充电容量。放电过程中,负极的锂失去电子形成锂离子,经过电解液隔膜,嵌入到正极结构中,在测试软件中可得到放电容量。(充电容量>放电容量)
PS:有时候我们也会出现放电容量>充电容量的情况,例如含有Mn的正极材料,是由于Mn离子的脱出,这种现象是会破坏正极结构的。
首效=放电容量/充电容量 (一定是首次充放电)
半电池:由于负极是锂片,锂是过量的,所以放电容量小于充电容量的原因主要是由于正极材料结构的破坏,导致脱出的锂不能全部嵌入回来。 全电池:负极一般为石墨,所有的锂都由正极提供,一部分锂离子用于在负极表面形成SEI膜,那么重新回到正极的锂离子就少了一部分。下图为磷酸铁锂软包电池的首次充放电曲线,充电阶段由化成-分容组成。 这也是为何全电池的首效一般都低于半电池的首效。 正极首次效率(LFP ~98%;LCO ~95%;NCM 80%~90%),负极首次效率(石墨>90%,也有差的;硅基为代表合金负极:一般低于90%)。一般首次效率低可以通过优化材料(减小比表面积——适当增加颗粒粒径,加钝化层——电解液设计或者包覆解决);另外就是通过正极补锂来提高锂的含量。