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，LiCoO2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·g–1、169mA·h·g–1、355mA·h·g–1 。
文章插图
表2 正负极材料首放容量和效率（典型值）
PLCO=27.54mA·h·cm–2
N=31.36 mA·h·cm–2
N/PLCO=1.138
【全电池正负极容量匹配】P111=30.42mA·h·cm–2
N/P111=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181 mA·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 。
对于混合正极材料，也需按照上述方法进行计算 。
不同N/P比对钛酸锂负极锂电池性能的影响
不同N/P 比对电池容量发挥的影响
本研究以三元NCM 为正极材料，钛酸锂LTO为负极材料制作了软包装锂离子电池；采用固定正极容量，变化负极容量的实验方案，即设定正极容量为100，设计负极容量分别为87、96、99、102，如图2所示 。当N/P 比小于1.0 时，负极容量是不足的，正极容量相对负极容量是过量的，电池容量发挥由负极容量限制；随着负极容量高，即N/P比提高，电池容量随之提高；当N/P高于1.0时，正极容量相对负极容量是不足的，电池容量发挥由正极容量限制，即使负极容量再提高，电池容量也将保持不变 。可见，在这种实验方案下，随着N/P 比的提高，电池容量随之提高 。
文章插图
图2、4 种N/P 比值与正负极容量以及电池容量之间关系示意图
全电池容量测试也验证了以上分析，如图3(a)所示，全电池容量随着N/P 比提高，容量从2430 mA·h，提高到2793 mA·h 。通过计算正负极材料的克容量发挥，得到克容量随着N/P 比变化趋势，如图3(b)所示可见提高N/P 比可以提高正极材料克容量发挥以及电池容量发挥 。
文章插图
文章插图
图3（a）不同N/P 比对电池容量的影响（b）不同N/P 比对正负极克容量发挥影响
不同N/P 比对电池高温存储性能的影响
高温存储（60 ℃、100%SOC）测试是以1.0C充电至2.8V/0.1C截止，搁置5min，1.0C 放至1.5V，循环3次选择最高容量为初始容量；随后电芯以1.0C 充电至2.8V/0.1C 截止，测试存储前的满电电压、内阻和满电厚度，并记录数值；电芯60℃存储7天后，测量存储后相应电芯的满电电压、内阻和满电厚度，随后将电芯以1.0C 放至1.5V 记为残余容量，将电芯以1.0C充电至2.8V/0.1C截止，搁置5min，1.0C 放至1.5V，循环3次后的放电容量记录为恢复容量，测试结果如图3(a)所示 。
文章插图
文章插图
图4 （a）不同N/P 比对60 ℃存储后电池厚度、内阻、电压、容量残余恢复的影响； （b）60 ℃存储前不同N/P 比电池电压
对N/P比为0.87 的电池，满电60 ℃存储14 天后厚度膨胀率最小，为13.4%，N/P 比为1.02 的电池最高，为17.5%，随着N/P 比降低，电池高温存储厚度膨胀逐渐减小；同样，N/P 比较低的电池内阻增长也较低，为0.03 mΩ，N/P 高的电池内阻增长较高，为0.15 mΩ 。残余和恢复容量则随着N/P 降低逐渐提升 。对存储前电压测试发现，如图3(b)所示，随着N/P 比降低，电压逐渐降低，N/P 比为0.87 时电池电压为2.411V，低的电池端电压可以降低电池在高温存储时的内部副反应，有益于提高残余和恢复容量 。可见，降低N/P 比有利于改善电池高温存储性能 。
推荐阅读
- 生源地是学籍还是户籍，高校确认书是什么
- 生源地是什么意思，生源地是学籍还是户籍
- 生源地是什么，生源地证明怎么开
- 生源地的标准写法，专升本的生源地是哪里
- 电脑开机小键盘怎样自动开启 如何让电脑开机自动启动小键盘
- 生活中的三角形有哪些，生活中常见三角形物品
- 审时度势，顺势而为是什么意思
- 电脑上双引号可以怎样打出，电脑上打字键盘怎么调出来
- 老款笔记本电脑可以升级哪些地方