分析锂离子电池负极存在的四个问题

分析了锂离子电池负极存在的四个问题

锂离子电池的输出电压等于其正负电压之差。因此，锂离子电池的去包埋锂电压决定了电池的输出电压(至少一半)。负工作电压越低，电池的工作电压越高。

1.负极的重要性是什么?

锂离子电池中负极的重要性在哪里?锂离子电池的输出电压等于其正负电压之差。因此，锂离子电池的去包埋锂电压决定了电池的输出电压(至少一半)。负工作电压越低，电池的工作电压越高。

电池的比容量由正极的比容量和负极的比容量决定，而负极的比容量至少决定电池的比容量的一半。

电池的实际可用容量也与负去锂电压通道的偏斜有关。去锂电压通道越平坦，负极有效容量越大，电池的比容量也越大。

假设正容量为PmAh/g，负容量为QmAh/g，则电池x的理论容量满足如下公式

2.质量比能量和电压之间的让步

严格地说，这个让步不包括锂。金属锂的工作电压为0V，理论容量为3862mAh/g，实际容量由活性物质的利用率决定。

为何回去?一般来说，电流负极候选数据(不包括金属锂)的一个基本特点是，活性电极数据的容量越大，去锂电压通道越高(可能是均匀值)。例如，类石墨碳数据的均匀去锂电位为0.15v，实际容量为350mAh/g。Sn负极的锂去除电位均匀，为0.5v，理论容量为990mAh/g。Si负极的均匀锂去除电位为0.45v，理论容量为4200mAh/g。Sn和Si的实际可用容量尚未确定，最终由使用条件决定。

电池的能量密度和比特性是工作电压(正、负电压差)和质量比容量(或体积比容量)的乘积。当使用Si或Sn来代替碳基数据时，电池比容量的大幅新增是否能够弥补电池工作电压的下降，是一个要考虑的重要因素。给出了一个简单的例子。磷酸铁锂的工作电压为3.45v，容量为160mAh/g。1g磷酸铁锂与石墨碳(0.15v,350mAh/g实际容量)匹配，与0.457g石墨碳匹配，整个电池的理论比能为(3.45-0.15)V*160mAh/1.457g=362.3mwh/g。

1g磷酸铁锂配合Si负极。Si负极按0.45v和4200mAh/g计算，匹配后整个电池的比能为(3.45-0.45)V*160mAh/1.038g=462mWh/g。值得注意的是，硅阳极容量的新增可以补偿由于锂去除电压的新增而导致的电池电压的降低。当然，这是一个理论上的考虑，因为Si负极的实际容量可能达不到理论值。假设Si负极的实际容量为p，则应满足满电池比能大于362.3mWh/g的条件

当然，上面的方程仍然有一点简化，没有考虑Si负电压和电容之间的关系，但它可以说明我们目前审查的目的。核算可以得到p至少492.5mAh/g，换句话说，Si负的实际容量要大于492.5mAh/g的能力，才能保证电池的质量比不差(与磷酸铁锂/石墨炭系统相比)。开发大容量的c-si复合阴极数据也可以借鉴上述意见。粗略地说，实践中c-si复合阴极Si部分的专用容量不应小于492.5mAh/g，否则没有意义。