锂电池首次效率低哪家解决方案强？

本文摘要：锂离子电池几大忘：一烦电池首效较低，充入10放置9安；二忘循环寿命劣，将近500就该死；三忘电池电压较低，4.2V就完结。 针对锂离子电池循环寿命劣，研究工作早已做到了很多，针对电极材料的措施，针对电解液的措施，针对电极结构的措施，都早已较为成熟期，锂离子电池的寿命目前早已获得了相当大的提高。 而针对电池电压较低所研发的高电压电极材料，以及设施的电解液也早已渐渐成熟期，正在逐步积极开展应用于。

锂离子电池几大忘：一烦电池首效较低，充入10放置9安；二忘循环寿命劣，将近500就该死；三忘电池电压较低，4.2V就完结。　　针对锂离子电池循环寿命劣，研究工作早已做到了很多，针对电极材料的措施，针对电解液的措施，针对电极结构的措施，都早已较为成熟期，锂离子电池的寿命目前早已获得了相当大的提高。　　而针对电池电压较低所研发的高电压电极材料，以及设施的电解液也早已渐渐成熟期，正在逐步积极开展应用于。

　　只有首次效率较低的问题，还没获得较为好的解决问题，目前还没成熟期的解决方案，目前有3M公司研发的惰性锂粉，虽然可以用于补足负极锂源，但是由于安全性劣(不存在粉尘发生爆炸的风险)，成本高(材料成本高、设备改建成本高)短期内还无法获得普遍的应用于，而负极补锂或许是一个有可能的自由选择，负极补锂只必须在负极重新加入一下不含锂氧化物，成本低，不转变原先工艺，不牵涉到金属锂，因此安全性大大提高。　　以典型的LiCoO2/C全电池为事例，在首次电池的过程中，随着Li+的映射，石墨的电势渐渐减少，当高于电解液平稳的电位时，电解液就不会在石墨负极的表面还原成分解成，消耗一部分锂，从而造成约10%左右的不可逆容量。当负极换回做到不可逆容量更高的软碳、硅等材料时，这种容量损失将更为显著。　　Li5FeO4是一种理想的负极锂源，其比容量超过867mAh/g，理论上每摩尔的Li5FeO4可以获取5个Li+，通过在传统的负极材料中混进一定量的Li5FeO4，可以明显的提升锂离子电池首次效率和能量密度。

　　XinSu等针对Li5FeO4作为负极锂源积极开展了涉及研究，他们负极使用了LiCoO2(库伦效率为98%)，负极使用了软碳(首次库伦效率仅有80%左右)，Li5FeO4使用固相法制备。在首次电池的过程中，LFO材料能最少释放出来4个Li+，相等于比容量为700mAh/g以上，如下面反应方程右图：　　在这个过程中，大部分的锂离子都无法共轭的再度映射到LiFeO2中，但是这些锂离子可以用作抵销负极带给的不可逆容量损失。

因此在用于中我们只必须在负极材料中重新加入少量的Li5FeO4才可。　　实验中研究找到通过在负极中加到仅有7%的LFO材料，负极首次电池容量平均233mAh/g，而首次静电容量仅有为160mAh/g，7%含量的LFO获取了额外31%的Li+，这些锂离子最后都会转入到负极材料中，从而填补负极首次效率较低的问题。

　　因此当负极材料用于石墨类材料(不可逆容量为10%左右)时，可以必要的减少负极中LFO的含量。

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