分析鋰電池負極存在的四個問題

分析了鋰電池負極存在的四個問題

鋰電池的輸出電壓等于其正負電壓之差。因此，鋰電池的去包埋鋰電壓決定了電池的輸出電壓(至少一半)。負工作電壓越低，電池的工作電壓越高。

1.負極的重要性是什么?

鋰電池中負極的重要性在哪里?鋰電池的輸出電壓等于其正負電壓之差。因此，鋰電池的去包埋鋰電壓決定了電池的輸出電壓(至少一半)。負工作電壓越低，電池的工作電壓越高。

電池的比容量由正極的比容量和負極的比容量決定，而負極的比容量至少決定電池的比容量的一半。

電池的實際可用容量也與負去鋰電壓通道的偏斜有關。去鋰電壓通道越平坦，負極有效容量越大，電池的比容量也越大。

假設正容量為PmAh/g，負容量為QmAh/g，則電池x的理論容量滿足如下公式

2.質量比能量和電壓之間的讓步

嚴格地說，這個讓步不包括鋰。金屬鋰的工作電壓為0V，理論容量為3862mAh/g，實際容量由活性物質的利用率決定。

為何回去?一般來說，電流負極候選數據(不包括金屬鋰)的一個基本特點是，活性電極數據的容量越大，去鋰電壓通道越高(可能是均勻值)。例如，類石墨碳數據的均勻去鋰電位為0.15v，實際容量為350mAh/g。Sn負極的鋰去除電位均勻，為0.5v，理論容量為990mAh/g。Si負極的均勻鋰去除電位為0.45v，理論容量為4200mAh/g。Sn和Si的實際可用容量尚未確定，最終由使用條件決定。

電池的能量密度和比特性是工作電壓(正、負電壓差)和質量比容量(或體積比容量)的乘積。當使用Si或Sn來代替碳基數據時，電池比容量的大幅新增是否能夠彌補電池工作電壓的下降，是一個要考慮的重要因素。給出了一個簡單的例子。磷酸鐵鋰的工作電壓為3.45v，容量為160mAh/g。1g磷酸鐵鋰與石墨碳(0.15v,350mAh/g實際容量)匹配，與0.457g石墨碳匹配，整個電池的理論比能為(3.45-0.15)V*160mAh/1.457g=362.3mwh/g。

1g磷酸鐵鋰配合Si負極。Si負極按0.45v和4200mAh/g計算，匹配后整個電池的比能為(3.45-0.45)V*160mAh/1.038g=462mWh/g。值得注意的是，硅陽極容量的新增可以補償由于鋰去除電壓的新增而導致的電池電壓的降低。當然，這是一個理論上的考慮，因為Si負極的實際容量可能達不到理論值。假設Si負極的實際容量為p，則應滿足滿電池比能大于362.3mWh/g的條件

當然，上面的方程仍然有一點簡化，沒有考慮Si負電壓和電容之間的關系，但它可以說明我們目前審查的目的。核算可以得到p至少492.5mAh/g，換句話說，Si負的實際容量要大于492.5mAh/g的能力，才能保證電池的質量比不差(與磷酸鐵鋰/石墨炭系統相比)。開發大容量的c-si復合陰極數據也可以借鑒上述意見。粗略地說，實踐中c-si復合陰極Si部分的專用容量不應小于492.5mAh/g，否則沒有意義。

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