《储能材料与器件分析测试技术》课件-首次放电比容量及库伦效率测试与分析

首次放电比容量及库伦效率测试与分析01概念02常用名词解释03首次放电比容量及库伦效率测试与分析首次放电比容量：是指以0.1C倍率电流放电时首次比容量。首次库仑效率：是指以0.1C倍率充放电时，首次充放电循环中放电容量与充电容量的比值。首次放电比容量及库伦效率测试与分析（一）概念01概念02首次放电比容量及库伦效率是衡量电池能量密度的关键参数：①对正极材料半电池而言，容量损失主要是由首次放电后材料结构变化引起：首次放电后，正极材料结构由于脱锂而发生变化，从而减少了材料中的可嵌锂位置，锂离子无法在首次放电时全部嵌回到正极，从而就造成了容量损失。评估正极材料的结构稳定性首次放电比容量及库伦效率测试与分析（一）概念②对负极材料半电池也会受到首次效率的影响。以石墨材料半电池为例，石墨材料的锂离子脱嵌和嵌入电位更高、因此是正极，金属锂片为负极，首周循环时，锂离子要先从锂片（负极）失电子后嵌入石墨（正极），因此半电池先是进行放电，然后再进行充电。石墨半电池首次放电时，锂离子在嵌入石墨前，会先在石墨表面形成SEI膜，献身于SEI膜的锂离子无法在后续充电时回到锂片负极，从而就造成了容量损失。评估负极材料的结构稳定性，SEI膜性能03测试方法：组装纽扣半电池或全电池1.聚偏二氟乙烯（PVDF），粘结剂，白色粉末状，烘干温度60℃-70℃，温度过高，物料结块无法使用。常用牌子有阿卡玛900、苏威5130。PVDF分子量越大，粘结性越好。2.超级导电剂（SP），SP碳黑属于碳黑导电剂的一种，它的特点是粒径小，比表面积特别大，导电性能特别好，在电池中它可以起到吸液保液的作用。当SP为乙炔黑时，烘干温度为130℃。3.N-甲基吡咯烷酮（NMP），无色透明油状液体，微有胺的气味。毒性低，对皮肤有腐蚀性，使用者应佩戴口罩，手套，以免直接接触皮肤。（二）常用名词解释首次放电比容量及库伦效率测试与分析（三）首次放电比容量及库伦效率测试与分析1.测试设备：多通道电池测试仪。2.测试步骤：（1）开机预热：打开上位机、中位机和下位机，确保线路连接好，然后打开电脑，预热30分钟。（2）打开软件：双击鼠标左键打开BTS7.6软件操作图标。点击用户和用户登录，输入用户名为admin，密码为neware。首次放电比容量测试首次放电比容量及库伦效率测试与分析（三）首次放电比容量及库伦效率测试与分析（3）设置测试工步：测试参数工步名称时间倍率电压电流截止电流1.搁置24h

2.恒流充电无0.1C3.75V3.恒压充电无3.75V0.05mA0.03mA4.搁置10min

5.恒流放电无0.1C2.5V6.结束首次放电比容量及库伦效率测试与分析（三）首次放电比容量及库伦效率测试与分析（4）设置安全保护和倍率参数安全保护：电压下限2V，电压上限4.2V。倍率参数：活性物质（以实验室实际制备电池中用到的磷酸铁锂为准）。标称比容量：170mAh/g。（5）点击确定按钮启动测试首次放电比容量及库伦效率测试与分析（三）首次放电比容量及库伦效率测试与分析（6）数据处理与分析测试完成后，点击相应的测试通道数据另存为excel文件，然后用origin软件绘制得到如下图形。图中红色曲线为0.1C放电，放电容量约165.80mAh/g；为黑色曲线为0.1C充电，充电