Définition du rapport N / P
Dans la conception de la capacité de la batterie, un critère important est que l'électrode négative doit avoir une capacité réversible plus grande que celle de l'électrode positive. Le dépôt de la surface de l'électrode négative produit des dendrites qui posent des problèmes de sécurité.Le rapport dit N / P a un autre terme appelé CB (bilan cellulaire).
La méthode de calcul est N / P = capacité d'électrode négative par unité de surface / capacité d'électrode positive par unité de surface.
Figure 1 Schéma de principe des dendrites de lithium
Facteurs affectant le rapport N / P
Dans des circonstances normales, le rapport N / P est déterminé par les conditions suivantes:
1, la première efficacité du matériau actif
2, précision du revêtement
3, le taux de décroissance des cycles positifs et négatifs
Selon la précision du revêtement, la précision idéale du revêtement peut être de 100% et l'efficacité positive de l'électrode positive est supérieure à la première efficacité de l'électrode négative, la valeur théorique de CB pouvant être proche de 1, par exemple.
Un matériau d'électrode positive, l'oxyde de lithium et de cobalt, a une capacité nominale de 140 mAh / g (le premier rendement est de 95%) et une densité de surface positive de 300 g / m.2
Matériau anodique Graphite artificiel, capacité nominale de 340mAh / g (90% graphite artificiel), densité surfacique négative 200g / m2
Précision du revêtement Supposons que l'écart de précision du revêtement est de 2,5%
Selon un calcul raisonnable, le rapport NP de l'électrode négative de l'électrode positive est généralement compris entre 1,1 et 1,5 et les valeurs spécifiques sont prises en compte en fonction de la conception du système de matériau.
Effet du ratio N / P sur la performance du taux
Afin d'étudier l'influence de correspondre à la capacité de débit de la batterie d'électrolyte positif et négatif, en maintenant le même matériau d'électrode positive active, la sélection négative / cathode N / P = 0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 batterie assemblée, vue de la Fig. courant de décharge 0.2C en fonction des capacités positives et négatives de 421mAh, 444mAh, 454mAh, 479mAh, 502mAh, évidemment lorsque la N / P = 0,8, la capacité minimale, N / P = 1,8, la capacité maximale. Cependant, N / P = 0,8 Lorsque la plate-forme de tension de décharge est la plus élevée.
Figure 2 0.2C Courbe de décharge de la capacité de la batterie
Continuez à suivre le modèle expérimental, augmentez progressivement le taux de décharge et effectuez une décharge 1C, 3C et 5C sur la batterie.
Figure 3 Courbe de décharge de la capacité de la batterie 1C
Lorsque le rapport est significativement N / P = 0,8 lorsque 1C, la capacité minimale, N / P = 1,6, la capacité maximale. Cependant, N / P = 0,8, Internet de tension de décharge maximale.
Figure 4 Courbe de décharge de la capacité de la batterie 3C
Lorsque le rapport est significativement N / P = 0,8 lorsque 3C, la capacité minimale, N / P = 1,6, la capacité maximale. Cependant, N / P = 1,2, Internet de tension de décharge maximale.
Figure 5 Courbe de décharge de la capacité de la batterie 5C
Lorsque le rapport est significativement N / P = 0,8 lorsque 5C, la capacité minimale, N / P = 1,6, la capacité maximale, mais lorsque le N / P = 1,2, les batteries ayant une capacité plus élevée, l'Internet de tension de décharge maximale.
Pour résumer, lorsque le taux de décharge augmente avec l'augmentation de la polarisation électrochimique, diminue lors de la décharge, à une vitesse de décharge élevée, le rapport N / P = 1,2 fois la plate-forme de tension maximum, mais a également un plus Haute capacité
Effet du rapport N / P de l'exécution du cycle cellulaire
Le même rapport est également sélectionné pour différents rapports N / P = 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 Après 125 fois le cycle 1C / 1C, le taux de rétention de la batterie est celui indiqué ci-dessous. /P=1.8 Le taux de rétention de la capacité est le plus élevé et le taux de rétention de la capacité augmente à mesure que le rapport N / P augmente.
Figure 6 courbe du cycle de la batterie
Effet du rapport N / P sur l'impédance de la batterie
Selon l'expérience, lorsque le rapport N / P est de 0,8, 1,2, 1,6 et 1,8, le niveau de charge de la batterie est de 50% et le SIE de la batterie de test de batterie assemblée est le suivant.
Figure 7 Courbe de test de carte EIS
On peut voir à partir de la figure que lorsque le rapport N / P est de 0,8, le rayon du petit demi-cercle est le plus grand et le rayon du petit demi-cercle est le plus petit lorsque le rapport N / P est de 1,6. R1.2> R1.6 décrit dans le cas de la capacité de l'électrode positive reste inchangée, avec l'augmentation de la capacité de l'électrode négative après que la surface d'électrode est réduit pour augmenter l'impédance du SEI, lorsque le rapport N / P = 1,2 et 1,6 lorsque le R minimum .
conclusion
L'auteur pense que le ratio NP est le paramètre de conception de batterie le plus réaliste à partir de la production réelle, du taux de batterie, du cycle de batterie, de la sécurité de la batterie et de l'impédance de la batterie. avec l'utilisation d'une variété de façons complexes de combiner la théorie et l'expérience pratique afin de concevoir le meilleur noyau chinois!
