引言

在上文半電池篇中，小編向大家介紹了正負極材料半電池產(chǎn)生首次效率的原因。其實說到底，首次效率屬于容量損失的一種，當同時擁有首次效率的正負極材料組成了全電池，其首次效率又會是什么樣子呢？首次效率對全電池的影響有多少？又是否有提升的方法？這些就是本文要介紹的內(nèi)容。

談全電池首次效率，先要從其測試方法說起。電池注液后，需要經(jīng)過化成和分容這兩個有充放電的工序，一般而言，化成以及分容第一步都是充電過程，二者容量加和，就是全電池首次充入容量；分容工步的第二步一般是從滿電狀態(tài)放電至空電，因此此步容量為全電池的放電容量。將二者結(jié)合起來，就得到了全電池首次效率的算法：

全電池首次效率=分容第二步放電容量/（化成充入容量+分容第一步充入容量）

下面列出了一款全電池的首次充放電曲線：

了解完測試方法后，我們再來看看全電池首次效率是由什么決定的。為了弄清這個問題，我們首先來假設(shè)一款這樣的全電池：電池正極使用了首次效率為88%的三元材料，而負極使用了首次效率為92%的石墨材料。對這款全電池而言，首次效率會是多少呢？

為了更形象的向大家解釋這個問題，我們借用下面的圖畫來進行說明：

經(jīng)過上面流程我們發(fā)現(xiàn)，原本100個正極活性鋰離子在經(jīng)歷首次充放電之后，只有88個可以繼續(xù)循環(huán)使用。損失掉12個鋰離子的原因，分別為負極首效損失了8個，以及正極首效造成嵌鋰空間不夠、4個鋰離子留在負極無法回到正極。

結(jié)論現(xiàn)在就顯而易見了：當正極首效為88%、負極首效為92%時，全電池的首效為88%，與較低的正極相等。而當負極首效更低時，例如鈷酸鋰正極對石墨負極，全電池首效又與首效更低的負極相等，由于畫QQ笑臉太占篇幅，小編就不列出具體的過程了。

知識窗口

全電池的首次效率與正負極材料首次效率較低者相等。

對全電池而言，首次效率的形成因素還與首次充放電的副反應(yīng)以及首次充放電的電壓范圍不同（充電0V起，放電則2.5~3.0V終結(jié)）有關(guān)。但這些因素并不會對上面的結(jié)論造成明顯影響。 

在上一篇中，小編向大家介紹了不同種類材料的首次效率數(shù)值，那么除了材料種類的影響外，還有哪些因素會影響全電池的首次效率呢？

首先是石墨負極比表面積的影響，當石墨負極比表面積更大時，形成SEI膜的面積也就會越大，從而會消耗更多的鋰離子，并降低全電池首次效率（前提為負極首次效率比正極低）。下面是鈷酸鋰-石墨全電池首次效率隨石墨比表面積的變化圖：另外一個首次效率的影響因素為化成充電制度。當化成形成的SEI膜更薄且更致密時，就可以降低這一過程對鋰離子的消耗，并提升首次效率。為了保證SEI膜的形成效果，化成充入容量是一個重要的考量因素，下面是不同化成充入容量時的首次效率對比圖（數(shù)據(jù)結(jié)果也會受材料體系、化成工藝的影響，并非絕對）：除此之外，過大的負極過量就需要形成更多的SEI膜，因此也會在一定程度上降低首次效率。電解液中加入PC溶劑，雖然會加寬鋰離子電池的工作溫度窗口，但是如果沒有對應(yīng)的成膜添加對來對負極進行保護，就容易造成PC對石墨負極的剝離，并降低全電池的首次效率。 

接下來對本文進行一個總結(jié)吧，首先小編向大家介紹了全電池首次效率的計算方法，為分容放電容量/（化成充入容量+分容第一步充入容量）。另外我們知道了全電池首效的決定因素：全電池首效等于正負極首效的更低者。最后介紹了幾種全電池首效的影響因素。