N / P 비율의 정의
배터리 용량 설계에서 중요한 기준은 음극이 양극보다 더 큰 가역 용량을 가져야한다는 것인데, 음극 용량은 더 작지만 배터리 용량은 크지 만 충전 중에는 리튬이 나타날 수 있다는 장점이 있습니다. 음극 표면을 증착하면 수상 돌기가 생겨 안전 문제가 발생합니다. 소위 N / P 비율은 실제로 CB (cell balance)라고하는 다른 용어가 있습니다.
계산 방법은 N / P = 단위 면적당 음극 용량 / 단위 면적당 양극 용량이다.
그림 1 리튬 수지상 결정의 도식 다이어그램
N / P 비율에 영향을 미치는 요소
정상적인 상황에서 N / P 비율은 다음 조건에 따라 결정됩니다.
도 1에서, 활성 물질의 제 1 효율
2, 코팅 정밀도
3, 양과 음의 사이클의 감쇠율
코팅 위에 계산하여 100 % 정도가 될 수있어서 정밀 코팅, 정 효율이 제 1 네가티브 제 효율보다 크면, 그 경우에서 CB의 이론적 인 값은, 예를 들면, 1에 근접 할 수있다
리튬 코발트 산화물 캐소드 재료, 예를 들면 140mAh / g (처음 95 % 효율), 양극 표면 밀도 300g / m의 설계 용량2
인조 흑연 부극 재료, 340mAh / g (인조 흑연의 90 %), 부극 표면 밀도 200g / m의 설계 용량2
코팅 정밀도 코팅 정밀도 편차가 2.5 %
합리적인 계산은, 양극 및 음극 NP 비율은 일반적으로 1.1 내지 1.5, 소재가 아니라 시스템 설계 고려 사항에 따라 특정 값이다.
환율 성과에 대한 N / P 비율의 영향
영향이 동일한 양극 활성 물질을 유지하고, 양극 및 음극 전해질 전지 레이트 능력에 맞는 학습하기 위해,도에서 본 음성 선별 / 음극, N / P = 0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 조립 전지. 421mAh, 444mAh, 454mAh, 479mAh, 502mAh의 양극과 음극의 용량에 따른 0.2C 방전 전류 분명 때 N / P = 0.8, 최소 용량, N / P = 1.8, 최대 용량. 그러나, N / P = 0.8 때 최대 방전 전압 플랫폼.
배터리 용량도 2 0.2C 방전 커브
점차 증가 실험 디자인에 따라 계속 될 때 방전 속도, 배터리 (1C), (3C) 및 (c) 방전
전지의 방전 곡선을도 3의 1C 용량
비가 상당히 N / P 때 때 1C = 0.8, 최소 용량, N / P = 1.6, 최대 용량. 그러나, N / P = 0.8, 최대 방전 전압 인터넷.
배터리 용량도 4 3C 방전 곡선
배율이 3C 일 때 N / P = 0.8 일 때 용량이 가장 낮고 N / P = 1.6 인 경우 용량이 가장 높지만 N / P = 1.2 일 때 방전 전압 플랫폼이 가장 높다는 것이 분명하다.
그림 5 5C 배터리 용량 방전 곡선
배율이 5C 인 경우 N / P = 0.8 일 때 용량이 가장 낮고 N / P = 1.6 인 경우 용량이 가장 높지만 N / P = 1.2 일 때는 전지의 용량이 높고 방전 전압 플랫폼이 가장 높음을 알 수있다.
요약하면, 방전 속도가 증가함에 따라 전기 화학적 분극화는 더 커지고 커지고 방전 전압 플랫폼은 감소한다. 더 높은 방전율에서, 전압 플랫폼은 N / P 비 = 1.2에서 가장 높고, 높은 용량.
N / P 비가 배터리 사이클 성능에 미치는 영향
N / P 비 = 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 1C / 1C 사이클의 125 회 후, N / P = 1.0 일 때 용량 유지율은 다음 그림과 같음. / P = 1.8 N / P 비율이 증가할수록 용량 유지율이 가장 높고 용량 유지율은 증가합니다.
그림 6 배터리 사이클 곡선
N / P 비가 배터리 임피던스에 미치는 영향
실험에 따르면, N / P 비가 0.8, 1.2, 1.6 및 1.8 일 때, 배터리 SOC = 50 %이고, 조립 된 배터리 테스트 배터리의 EIS는 다음과 같다.
그림 7 EIS 맵 테스트 곡선
본 될 때, N / P 비율 = 0.8, 최대 반경 작은 반원, N / P 비율 = 작은 반원의 1.6 배의 최소 반경 시퀀스의 오름차순 : R0.8> R1.0> R1.8> 전극 표면이 때 N / P 비율 = 1.2 및 1.6의 최소 R, SEI의 임피던스를 증가시키는 감소 된 후 R1.2> R1.6가 양극 용량의 경우에서 설명한 음극의 용량의 증가와 함께 변하지 .
결론
저는 믿습니다 그 NP보다 1.1 및 1.5, 배터리, 전지 재료의 가장 실용적인 설계 매개 변수이지만 시스템이기 때문에 더 복잡하고 사이 NP 비 선택 실제 생산 속도 배터리, 배터리 재활용, 배터리 안전 배터리 임피던스 포괄적 인 관점에서 다양한 복잡한 사용 방법과 이론 및 실제 경험을 결합하여 최고의 중국어 핵심을 설계하십시오!
