今天我們要講的是預(yù)鋰，在此之前，我們要講一下半電池(正極正極材料，負(fù)極鋰)和全電池的第一效應(yīng)。

這是鋰鈷氧化物半電池的第一個(gè)效應(yīng)。假如你不明白一塊充滿電的電池與半塊電池沒(méi)有任何關(guān)系，你就會(huì)明白這是陰極材料的第一效果。

從上圖可以看出，半電池的第一充電容量略高于第一放電容量。換句話說(shuō)，充電時(shí)從正極移出的鋰離子100%不會(huì)回到正極。第一次放電容量/第一次充電容量是這半塊電池的第一次效率。

磷酸鐵鋰正極半電池第一效果

三正半電池第一效果

從上圖可以看出，三元的第一效率最低，一般為85~88%;其次是鋰鈷氧化物，一般為94~96%;磷酸鐵鋰略高于鈷酸鋰，為95%至97%。陰極材料的第一效果重要是在去包埋后陰極材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，沒(méi)有足夠的嵌鋰位置，所以鋰離子不能在第一次放電時(shí)全部返回。

石墨負(fù)極半電池第一效果

石墨電池與正極電池的差別在于石墨為正極，而鋰金屬板為負(fù)極。因此，石墨的第一效應(yīng)明顯低于正電極材料。重要原因是鋰離子通過(guò)電解液，在石墨表面形成SEI膜，消耗大量鋰離子。死于SEI膜的鋰離子不能回到負(fù)極。

充滿電的電池在充入液體后，首先要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換(僅充電)和容量劃分(充放電)的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換和容量劃分的第一步是充電過(guò)程。電容工作的第二步一般是從滿態(tài)放電到空態(tài)放電，所以這一步的容量就是整個(gè)電池的放電容量。結(jié)合兩者，得到全電池第一效率的算法:

滿電池第一效率=容量除以第二步放電容量/(折算成充電容量+容量除以第一步充電容量)

為了減小偏差，取第二滿放電容量作為電池容量。

總而言之，我們可以得出一個(gè)結(jié)論。假如電池的正極使用一階效率為88%的三元材料，而負(fù)極使用一階效率為92%的石墨材料。關(guān)于這個(gè)充滿電的電池，第一效率是88%，這意味著第一效率是88%關(guān)于正極，是92%關(guān)于負(fù)極，等于較低的正極。

當(dāng)然，除了電池材料對(duì)第一效果的影響外，電極材料的比表面積也是一個(gè)重要的影響因素。石墨的比表面積越大，形成的SEI膜越大，要消耗的鋰離子越多，第一效應(yīng)越低。此外，還涉及到電池的轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)。充電適當(dāng)?shù)腟OC也會(huì)在一定程度上影響電池的第一效果。

關(guān)于一個(gè)充滿電的電池，在負(fù)界面形成的SEI膜消耗鋰離子，鋰離子從正極脫離，降低了電池容量。假如我們能找到另一個(gè)源鋰陰極材料外,并讓SEI膜的形成消耗從外部鋰鋰離子源,我們可以確保鋰離子從陽(yáng)極de-imbed不會(huì)浪費(fèi)在形成過(guò)程中,最后完全可以提高電池容量。供應(yīng)外部鋰源的過(guò)程是預(yù)化。