电池正负极材料首放容量和效率分析

目前正负极配比可以按照经验公式N/P=1.08来计算，Ⅳ、P分别为负极和正极活性物质的质量比容量，计算公式如式（10-1）和式(10-2)所示。负极过量有利于防止电池过充时带来的锂在负极表面的沉积，有利于提高电池的循环寿命和安全性。

N=负极面密度×活性物质比率×活性物质放电比容量(10-1)

P=正极面密度×活性物质比率×活性物质放电比容量(10-2)

假设正极面密度为200mg·cm-2，活性物质比率为90%，放电比容量为145mA·h·g-l，那么P=200mg·cm-2×0.9×145mA·h·g-l_26.lmA·h·cm-2。假设负极活性物质比率为95%，放电比容量为320mA·h·g-l，那么负极的面密度设计为93mg·cm-2较为合适，此时N=93mg·cm-2×0.95×320mA·h·g-1-28.3mA·h·cm-2,N/P=1.084。

因为电池材料首轮不可逆容量也会影响正负极的配比，所以还应当用首轮的充电容量对上面的计算进行验证。根据表2所示，LiC00：首轮充放电效率95%，NCM111首轮充放电效率86%，负极的首轮充放电效率90%，它们的充电容量分别为153mA·h·g1、169mA·h·g-l、355mA·h·g-1。

PLCO=27.54mA·h·cm-2

N=31.36mA·h·cm-2

N/PLCO=1.138

P111_30.42mA·h·cm-2

N/Plll_1.03

一般讲用充电容量算出的N/P比应该大于1.03，如果低于1.03就要重新对正负极的比例进行微调。例如当正极首轮效率为80%时，上述正极充电容量为181mA·h·g-1，那么P=32.58mA·h·cm-2，N/P=0.96，这时就要调整正负极的面密度，使N/P大于1，最好在1.03左右。