La capacité de la batterie est un paramètre important, la valeur de la capacité matérielle de la cathode, anode capacité de la matière, négative - rapport de capacité positif et le potentiel d'électrode et d'autres facteurs dans le processus de conception de la batterie, ce qui nécessite une attention particulière, la présente est l'auteur de l'apprentissage la conception de la batterie d'ordinateur portable.
Lorsque la batterie est chargée, le matériau d'électrode positive élimine les atomes de lithium et accompagne les changements dans la structure cristalline La capacité théorique du matériau d'électrode suppose que tous les ions lithium dans le matériau participent à la réaction électrochimique. La capacité qui peut être fournie, c'est-à-dire les atomes de lithium dans le matériau d'électrode positive sont entièrement déchargées pendant le chargement, et le coefficient de désintercalation lithium ion est inférieur à 1, la capacité réelle du matériau g, la capacité réelle est généralement joué g 140 mAh / g, coefficient de désintercalation des ions lithium d'environ 0,5, à savoir, la partie grise figure ne participe pas à la capacité de la réaction électrochimique. en outre, même si les atomes de lithium sont également sort d'une petite partie du pas revenir encore la structure initiale, cette partie ne peut pas revenir à la capacité de la structure initiale est la capacité irréversible de la matière d'électrode positive. la valeur de nombreuses variables, telles que le type d'élément métallique, le rapport du rayon atomique du lithium et d'un élément métallique, la taille des particules, etc., en général, LiCoO2 initial capacité irréversible de 3-5 mAh / g, la matière LiNiO2 est de 20 à 30 mAh / g. soumise à un ou deux cycles de charge / décharge efficacité Coulomb près de 100%.
5-2 est une vue schématique d'un matériau d'électrode négative à base de carbone, la capacité de la batterie du matériau de graphite de l'électrode négative en feuille de la moitié lithium réagit avec la production de lithium LiC6, la capacité théorique de 372 mAh / g, et en fait, la réaction de LiXC6 (x<1) , 石墨负极实际客容量一般360 mAh/g, 图中灰色部分即没有参与电化学反应的容量部分. 石墨负极的首次不可逆容量主要是由于电解液在负极表面形成SEI膜消耗锂离子造成的, 导致部分锂离子嵌入负极材料之后无法再次脱出返回金属锂电极. 这个不可逆容量与材料结晶度, 结构, 比表面积和颗粒粒径等相关. 商业化的石墨负极不可逆容量一般为20-30 mAh/g. 两个充电/放电周期后, 库仑效率也是接近100%.
Pour la cellule complète, la matière d'anode ayant une première capacité irréversible, la capacité de la batterie peut être décrit par un schéma de principe représenté sur la Fig. 5-3. Dans la charge initiale, le matériau sortant de l'électrode positive de lithium fourni, la consommation d'une partie de la surface du film SEI formé sur le négatif la réaction irréversible initial dans le processus de décharge suivante, la capacité de la batterie basé sur l'électrode positive et négative irréversible dans les deux cas, la capacité de différence se produit supposé matériau d'électrode positive capacité passagers g irréversible du Fc, de matière active en poids Mc; .. l'électrode négative capacité irréversible g Pour Fa, le poids de la matière vivante est Ma. Quand Fc * Mc < Fa*Ma, 即正极材料的不可逆容量小于负极不可逆容量时, 放电后负极返回到正极的锂不足以填充正极的容量, 正极部分容量无法得到充足的锂供应, 电池容量受到负极材料限制. 相反, 当Fc*Mc > Fa * Ma, capacité irréversible à-dire un matériau d'électrode positive est supérieure à la capacité irréversible de l'électrode négative, la décharge d'électrode négative pour l'alimentation en lithium suffisante, mais l'électrode positive irréversible à haute capacité, la capacité de l'électrode positive réversible est limitée, une partie du lithium reste dans le côté de l'électrode négative, il sera analysé phénomène de lithium. en conséquence, la capacité nominale de la batterie en limitant les propriétés des matériaux initiaux d'électrode irréversibles.
Comme cela est représenté, la tension de la batterie est comprise entre 04/05 différence de potentiel entre la batterie de tension positive et négative doit être conçue en fonction de l'électrode positive et négative tension en circuit ouvert, nécessaire d'examiner les conditions de température de charge-décharge et la profondeur de décharge. Même une batterie ont montré la même tension, les électrodes internes positives et négatives peuvent être différents comportement électrochimique. bilan de charge de la batterie est influencée non seulement par le potentiel d'électrode de l'influence positive et négative de la capacité de la réception de batterie.
potentiel d'équilibre de la cellule est représentée schématiquement sur la figure 5-6 et figure 5-5. La figure 5-5 montre que, lorsque la capacité initiale irréversible de l'électrode positive, le processus d'équilibrage de la variation de potentiel de la batterie.. La figure 5-6 montre que lorsque le négatif initial lorsque la capacité irréversible, le changement de compensation de potentiel cellule. ce processus d'ajustement de la conception de la cellule à travers a été ajusté à atteindre l'électrode positive et la capacité d'électrode négative, l'équivalent de l'excès ajouté dans l'électrode positive ou négative de lithium, pour contrer l'électrode négative ou de l'électrode positive capacité irréversible étroitement liée à cette capacité, la tension et les fonctions de sécurité conçues pour le réglage de la compensation de potentiel et la batterie, doit être examinée avec soin.
Dans la conception de la capacité de la batterie, un critère important est négatif doit avoir une plus grande capacité réversible que le positif. En dépit de la capacité d'électrode négative plus d'heures, la batterie peut avoir certains avantages, tels que la capacité de la batterie, cependant, peut se produire pendant la charge du lithium dans le négatif surface de dépôt de dendrites causer des problèmes de sécurité montré à la figure 5-7, si le rapport de la capacité initiale de l'électrode négative de l'électrode positive a la valeur 1, à savoir ce qu'on appelle le rapport N / P (la capacité initiale électrode négative / capacité initiale de l'électrode positive), en supposant positive et négative électrode a la même première capacité irréversible, la capacité de la batterie est également 80 mA., même avec la plus grande capacité de l'électrode positive, la capacité de la batterie est limitée à une petite plage de capacité. d'un autre côté, si une électrode négative en utilisant une plus grande irréversible lorsque la capacité et l'électrode négative, un rapport de la capacité initiale de l'électrode positive est de 1,5, la capacité de la batterie est réduit à 70 mA. ceci explique la nécessité d'ajuster le rapport approprié N / P afin d'éviter de tels résultats.
Lorsque le rapport N / P de la durée de vie de la batterie est également affectée. Décroissance de la capacité peut être due à une réaction entre l'électrode positive, l'électrode négative, un électrolyte et un séparateur produit. Rapport de la constante N / P est de 1,1, l'électrode négative est supposé que la capacité initiale irréversible de l'électrode positive supérieure à et les figures. 5-8 et 5-9 illustrent les effets de la dégradation de l'électrode positive et de la dégradation de l'électrode négative du cycle de vie et la sécurité de la batterie. Si l'on suppose que tous les 100 cycles de la réaction irréversible de l'électrode positive conduit à une diminution de la capacité à 10 mA, les résultats lorsque le montre la figure 5-8. au départ, la capacité de la batterie est de 78 mA, même après 100 cycles de la dégradation de l'électrode positive, le rapport N / P de 1,1, la capacité réelle de la batterie de 88 mAh après 200 cycles, rapport N / P est inférieur à 1, le lithium déposé sur l'électrode négative commence lorsque la capacité de la batterie reste que 88 mA, cependant, en raison de la menace grave pour l'analyse de sûreté de lithium.
Représenté sur la figure 5-9, on diminue lorsque 10 mA pour N / P de 1,1, et supposons électrodes positive et négative initiale capacité irréversible de 10 et 22 mA, respectivement l'électrode négative 100 cycles par le plomb de réaction à la capacité irréversible lorsque la capacité de la batterie initiale est de 78 mA. après 100 cycles, ce qui entraîne une atténuation de l'électrode positive lorsque la capacité est de 68 mA. après 200 cycles, le rapport N / P est supérieur à 1,1, la capacité de la batterie est réduit à 58 mA. Bien que la batterie Il n'y a aucun problème avec la sécurité, mais la capacité de la batterie s'use progressivement.
