锂离子电池的库伦效率（能量效率）能大于100%吗？

库伦效率（CE） 　　指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比. 库伦效率：通常用来衡量电泳涂料的上膜能力. 　　表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/C）,SEM要求大于30. 　　影响库仑效率的因素：溶剂含量,NV,MEQ,ASH,槽温,施工电压等 . 　　异常：库仑效率高,槽液的稳定性不良.可采用添加中和剂. 　　库仑效率低,泳透力降低,膜厚分布不均.可采用废弃超滤液或添加溶剂来调整.

根据环球知识网显示，库伦效率大于100%意味着：1、可以大于100%。2、全电池和半电池的情况不一样。3、全电池，因为负极是不含锂的，库伦效率一般不会大于100%。库伦效率，是指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。即放电比容量与充电比容量之百分比。

正负极材料库伦效率计算公式不一样。1、库伦效率，也叫放电效率，是指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比，即放电容量与充电容量之百分比。2、对于正极材料来说，是嵌锂容量/脱锂容量，即放电容量/充电容量。对于负极材料来说，是脱锂容量/嵌锂容量，即充电容量/放电容量。

电池使用寿命和电池的利用效率都不相同。1、电池使用寿命不同：容量保持率指的是电池在使用一段时间后，其可用容量与初始容量之比，通常用百分比表示。容量保持率越高，表示电池在使用过程中容量衰减的速度越慢，电池的寿命和使用时间就越长。库伦效率越高，表示电池在充放电过程中的能量损失越小，电池的效率和使用时间就越高。2、电池的利用效率不同：容量保持率是衡量电池寿命的重要指标之一。库伦效率指的是电池充放电过程中电能损失的程度，即实际输出电量与输入电量之比，通常用百分比表示。

可以大于100%。全电池和半电池的情况不一样。全电池，因为负极是不含锂的，库伦效率一般不会大于100%。如果是li4ti5o12，有可能。半电池超过100%还是比较常见，因为负极的供锂相对于正极来说非常充足，如果正极是贫锂的，100%就是是正常的。库伦效率（coulombic efficiency），也称为放电效率，是指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比，即放电容量与充电容量之百分比。就正极材料而言，是嵌锂容量与脱锂容量的比值，即放电容量/充电容量；就负极材料而言，是脱锂容量与嵌锂容量的比值，即放电容量/充电容量。

库伦效率大于1解释：对于机械效率：η=w有/w总对于滑轮组（竖直拉动）：η=GH/FS 说明：G为货物重量、H货物升高高度、F对绳子拉力、S绳子通过的距离由于：S=nH。注意：在计算题中，此公式不应该直接写。因为机械效率不是力的比值，而是功的比值！此公式只是通过推导得出。因此在计算题写步骤时，应该先写出：η=W有/W总=GH/FS=G/nF，再代入进行计算。相关知识在科学史上是先有安培单位后有库仑单位，但在教科书中，是先由“两种电荷”引出库仑单位的定义再有“电荷的定向移动形成电流”引出电流的定义，再导入“安培”这个单位的定义。安培是国际单位制的基本单位。原定义：在真空中相距为一米的两根无限长的平行直导线，通过相等的恒等电流，当每米导线上受到作用力为2×10-7N 时，各导线的电流为1安培。

1、温度：温度对扩散的影响比较明显，一般情况，温度升高有助于锂离子扩散，也就是降低了迁移阻力，因此，锂离子的迁移速率会增大，这样很可能使首次库伦效率变高一些。2、SEI膜形成：SEI膜在产生过程中会消耗一部分带电锂离子，而负极反应过程其实就是一个在碳的层间结构中锂离子嵌入与脱出的一个过程，所以SEI膜的形成会降低负极首次循环效率。3、电解质分解：该反应将造成大量锂离子损失，降低充放电循过程中锂离子数量，进而导致材料首次库伦效率下降。4、可逆性差：可逆性较差的电极材料，会导致锂离子失活数量增多，从而减小库伦效率。

充放电效率和库仑效率是不同的概念。充放电效率是指电池在充电和放电过程中所消耗的能量与输入的能量之比。充放电效率越高，说明电池的损耗越小，能量利用率越高。而库仑效率则是指电池在储存和释放电能时，储存和释放的能量之比。库仑效率的提高可以使电池的储能密度更高，从而提高电池的能量储存效率。因此，充放电效率和库仑效率都是评估电池性能的指标，但是它们的概念和意义是不同的。

可以大于100%.全电池和半电池的情况不一样.全电池,因为负极是不含锂的,库伦效率一般不会大于100%.如果是Li4Ti5O12,有可能.半电池超过100%还是比较常见,因为负极的供锂相对于正极来说非常充足,如果正极是贫锂的,100%就是是正常的.

库伦效率（CE）　　指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。 库伦效率：通常用来衡量电泳涂料的上膜能力.　　表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/C），SEM要求大于30。　　影响库仑效率的因素：溶剂含量，NV，MEQ，ASH，槽温，施工电压等 。　　异常：库仑效率高，槽液的稳定性不良。可采用添加中和剂。　　库仑效率低，泳透力降低，膜厚分布不均。可采用废弃超滤液或添加溶剂来调整。

锂硫电池的库伦效率放电容量除以充电容量。根据查询相关公开信息，锂硫电池的正极材料，库伦效率的计算方法是放电容量除以充电容量。

化成前。首次库伦效率最重要的一点是首次，字面意思就是说化成前。首次库仑效率是用来量化锂离子电池负极材料的一个性能指标，定义为锂离子电池在首次充放电循环中放电容量与充电容量的比值。

正极是贫锂。半电库伦效率超过100%是很常见的，半电库伦的正极是贫锂会使得半电库伦效率超过100%。库仑是电量的单位，符号为C，是为纪念物理学家库仑而命名的。

在锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应，所以会形成一层SEI膜。第一，SEI膜对负极材料会产生保护作用，使材料结构不容易崩塌，增加电极材料的循环寿命。第二，SEI膜在产生过程中会消耗一部分锂离子，而负极反应过程其实就是一个在碳的层间结构中锂离子嵌入与脱出的一个过程。所以SEI膜的形成是会降低负极首次循环效率的。第三，SEI膜并不只是在负极表面会产出，在正极表面也会产生，只不过影响比较小，我这里就不再另做解释了。另外首次循环效率是负极材料一个很重要的性能指标，首次效率越高越好。通过对负极材料包覆、球化、表面改性等方式，可以大大增加首次循环效率和循环寿命。

高自放电引起大量能量的损失、电池中活性锂转换成非活性锂等。根据查询《超级电容器的比容量与库伦效率的关系》得知，高自放电引起大量能量的损失、电池中活性锂转换成非活性锂、不退火都是导致超级电容器库伦效率低于1的原因。超级电容器是一种储能装置，具有高功率密度、几乎瞬间充放电、高可靠性和超长寿命。

将电荷的移动隔离开。测量库伦效率时，需要通过对电池的两点电位差进行测量来判断电池的输出电荷量。因此装半电池的目的是为了使电池的反应在半电池中进行，能够将电荷的移动隔离开，以便更精确地测量电荷的输出量。

提高钠离子全电池的库仑效率：1、开发预钠化技术以提高钠离子电池负极材料的库伦效率，进而提高全电池的能量密度得以发展。2、目前开发的预钠化技术主要包括电化学预钠化，正极添加剂（NaN3，Na2C4O4）预钠化，金属钠颗粒预钠化等。

生物优化提示我们应该选择合适的细菌组合，以及促使细菌适应反应器内优化过的环境条件。虽然对细菌种子的选择将很大程度上决定细菌增殖的速率，但是它并不决定这一过程产生的最终结构。使用混合的厌氧-好氧型淤泥接种，并以葡萄糖作为营养源，可以观察到经过三个月的微生物适应和选择之后，细菌在将底物转换为电流的速率上有7倍的增长。如果提供更大的阳极表面供细菌生长的话，增长会更快。批处理系统使能够制造可溶性的氧化型中间体的微生物的积累成为了可能。持续的系统性选择能形成生物被膜的种类，它们或者能够直接的生长在电极上，或者能够通过生物被膜的基质使用可移动的穿梭分子来传递电子。通过向批次处理的阳极中加入可溶性的氧化中间体也能达到技术上的优化：MFCs中加入氧化型代谢中间体能够持续的改善电子传递。对这些代谢中间体的选择到目前为止还仅仅是出于经验性的，而且通常只有低的中间体电势，在数值约为300mV或者还原性更高的时候，才认为是值得考虑的。应该选择那些具有足够高的电势的氧化中间体，才能够使细菌对于电极而言具有足够高的流通速率，同时还需参考是以高库仑效率还是以高能量效率为主要目标。一些研究工作者们已经开发了改进型的阳极材料，是通过将化学催化剂渗透进原始材料制成的。Park和Zeikus使用锰修饰过的高岭土电极，产生了高达788mW/m2的输出功率。而增加阳极的特殊表面将导致产生更低的电流密度（因此反过来降低了活化超极化）和更多的生物薄膜表面。然而，这种方法存在一个明显的局限，微小的孔洞很容易被被细菌迅速堵塞。被切断食物供应的细菌会死亡，因此在它溶解前反而降低了电极的活化表面。总之，降低活化超极化和内源性电阻值将是影响功率输出的最主要因素。

会。隔膜有水分会造成金属枝晶从负极本体上脱落，新暴露的金属会与电解液发生反应，会导致库仑效率降低。

电池过度充电操作。通过理论计算和实验研究全钒液流电池性能影响的主要因素。包括电池过度充电操作、电池内部电流密度和温度的变化、电解液流动方式和流道结构的设计、泵效率损失和电堆内部质子交换膜的厚度及其他等六方面。提出电池性能提升和结构优化的方法，为大规模液流电池储能工程应用打下坚实的基础。

用硝酸锂作为锂硫电池电解液的添加剂,可以在锂负极表面形成具有钝化负极活性表面及保护锂负极的界面膜.该膜可以抑制电解液中高价态聚硫离子与锂负极的副反应,避免在锂负极表面形成不可逆的硫化锂,从而提高锂硫电池的循环性能和放电容量.

影响首次库伦效率

电压大就会爆

车东西（公众号：chedongxi）文｜Juice 车东西6月9日消息，据彭博社报道，国内最大的动力电池生产商宁德时代日前表示其将推出一款可以使用16年，寿命超过200万公里的动力电池。 宁德时代创始人曾毓群向彭博社表示，只要有 汽车 生产商下单，宁德时代就会开始着手生产。不过，彭博社并没有披露关于这款电池更多的细节，仅透露了这款电池的成本将会比常规电池的成本高出10%。 事实上，目前全球多个动力电池生产商都在研究更长寿命的动力电池，国内电池公司蜂巢能源在5月份展示了其研发的寿命达百万公里的电池，而通用 汽车 也宣布了将推出寿命超过160万公里的动力电池。 动力电池仍然是电动 汽车 上最核心的零部件，因而现在的动力电池生产商都在研发优质动力电池。 近日，动力电池行业的龙头老大宁德时代表示即将生产能够可使用16年，寿命超过200万公里的动力电池。 ▲宁德时代电池包 彭博社报道称，目前动力电池的保修期约为8年或24万公里，对比之下就能发现宁德时代将会把动力电池的使用寿命提升了数倍。 宁德时代创始人曾毓群还表示，宁德时代现在已经具备了生产这种电池的能力，不过这款电池的生产成本较之普通电池将会提升10%。 他还补充说到：“如果有人下单，我们就开始生产。” ▲宁德时代电池包 不过，他并没有表明目前是否有客户已经下单，但外媒报道称，这款电池可能会首先供给特斯拉上海工厂。 曾毓群也表示，他与马斯克相处的很好，曾通过短信讨论电池技术和商业发展模式。他认为马斯克是一个有趣的人，整天都在谈论成本问题，他们正在一起探讨解决办法。 对于目前的电动车及动力电池的市场情况，曾毓群认为新冠肺炎疫情会对今年的市场产生影响，但电动 汽车 的需求将在2021年初回升。他还认为，在2030-2035年左右，电动 汽车 的需求量就会出现一个“引爆点”，需求量将会超过燃油车。 为了应对这种场景的出现，曾毓群表示宁德时代正在德国建立工厂，将生产宝马70％以上的电池，同时还会和奥迪、保时捷进行合作。尽管目前没有计划，但曾毓群表示不排除在美国建立工厂的可能性。 近些年来，动力电池技术的发展遭遇了一定的瓶颈，三元锂电池和磷酸铁锂电池的技术路线之争还在持续。 但对于用户来说，长续航一直是他们对于电动 汽车 的基本要求，此外，动力电池的受用寿命也一定程度上影响了他们的选择。 为了更好的吸引消费者，动力电池企业和车企都在努力研发使用寿命更长的动力电池。除了宁德时代，蜂巢能源、通用 汽车 、特斯拉等企业也都在研究长寿命电池。 5月18日，蜂巢能源发布了两款电芯，分别是115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。 其中115Ah电芯的容量为115Ah，能量密度达到了245Wh/kg（575Wh/L），匹配590标准，能够搭载到目前大部分新的纯电平台上，这款电芯的使用寿命也非常可观，这款产品的电池包在整车端可以实现15年120万公里的质保，明年6月将会量产推出。 ▲蜂巢能源115Ah电芯 通用 汽车 也在5月份发布公告称他们正在研发一款使用寿命可以超过160万公里的动力电池，并且这款电池的研发已经接近成功了。 而最受用户关注的特斯拉此前也表达了将在今年推出一款使用寿命可超过160万公里的动力电池，这款电池最有可能将会在特斯拉的电池日上发布。 宁德时代并未透露是如何实现超常寿命的，但从三星、特斯拉和通用此前公布的长寿命电池的细节来看，整体技术路线应该差不了太多。 从现在的信息来看，主要有三种技术路线。 首先就是特斯拉的技术路线。 从特斯拉现有的技术储备如干电极技术、电解质技术和超级电容技术来看，特斯拉自产的动力电池极有可能是NCM三元锂电池，第一代电芯产品的能量密度可能会在300Wh/kg左右，后续会逐步攀升至500Wh/kg。 ▲特斯拉Gigafactory 1 其电解质添加剂可能会选用2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合中的一种，得益于优异的电解质性能，其电池的循环寿命将能够达到100万英里（约合160万公里）。 其次是三星的固态电池技术路线。 ▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文 三星首先通过银碳复合材料与不锈钢（SUS）集电器减少了负极锂离子过量不均匀沉积，并采用锂离子迁移数更高的硫化物固态电解质（一般液态电解质锂离子迁移数为0.5，硫化物固态电解质锂离子迁移数为1），减少了电解质中锂离子的沉积，在负极与电解质两个区域内减少了锂枝晶形成的可能性。 其次，三星对NCM正极层进行了LZO涂层的涂覆处理，使用0.5nm的LZO涂层将正极材料与硫化物固态电解质分隔开，并通过LZO涂层自身良好的电导率实现阻抗的减小，用以提升电池系统的库伦效率。 与此同时，LZO涂层与银碳复合材料层的存在也阻断了硫化物固态电解质与正负极产生副反应的可能，最大限度地保证了固态电池在工作过程中的正常表现与可循环性。 通过这套解决方案，三星的全固态电池实现了900Wh/L的能量密度、1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率。 三星克服了锂枝晶的形成、界面阻抗导致的库伦效率低、固态电解质与正负极产生副反应等固态电池的难题，也为长续航固态电池的量产迈出了关键一步。 最后就是以通用和LG化学为代表的弱钴化路线。 通用和LG化学在3月份新推出了一款新的新电池Ultium，这是一款四元锂电池，技术原理是通过向NCM三元锂正极材料，混入少量的铝元素，使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时，也能维持较稳定的状态，还能够有效减少钴元素在电池中的比例，降低成本。 ▲通用与LG合作的电池 NCMA四元正极材料在多轮充放电循环后，H2-H3（指正极材料微裂纹增加到难以复原的状态，引起电池内部参数变化）的不可逆相变电压保持稳定，材料内部微裂纹较少，正极材料中过渡金属的溶解情况不明显。同时，NCMA正极材料的放热峰值温度也更高，热稳定性更强。 四元锂电池同时具备高能量密度、高稳定性、低成本的优点，也能够实现更长的使用寿命。 此外，通用 汽车 执行副总裁Doug Parks在一次线上投资者会议上表示，通用 汽车 正在研究一种的新的动力电池，这种动力电池的使用寿命将会突破100万英里（约合161万公里）。从通用和LG化学此前的技术路线上来看，通用新的动力电池也大多会从四元锂电池的技术上出发。 而国内的动力电池公司蜂巢能源的无钴电池也将能够实现15年120万公里的质保。 目前动力电池领域可谓是热闹异常，一边是三元锂电池和磷酸铁锂电池的技术路线之争还在继续，另一边是各种新的动力电池如无钴电池、四元锂电池等开始出现。 抛去这些动力电池技术上的争论，动力电池行业的另外一个发展方向就是长寿命电池，现在，特斯拉、宁德时代、通用等车企和电池商都在研究。 可以预见，无论动力电池技术是否会取得新的突破，百万公里电池都将会是电池行业的下一个发展方向之一，更长寿命的电池也确保了电动车更长的使用周期，这对于车企和消费者来说都是一个好消息。

可以提高库伦效率。 由于Si02在首次嵌锂过程中会形成大量的不可逆产物，造成首次库伦效率低等问题。预锂化之后，材料的多孔网络在一定程度上被破坏，产物的主要成分为Li21Si5和Li2O。通过充放电、循环测试发现,预锂化可以有效地提高材料的首次库伦效率。

2023年2月23日，思皓新能源与中科海钠联合打造的首台钠离子电池试验车“思皓花仙子”亮相……业内消息，2023年第四季度，比亚迪的钠离子电池会率先在A00级车型海鸥上装车，钠电池版预计售价6万元，续航里程300km……宁德时代钠离子电池，2023年也将率先应用在A00级车，首款车会是上汽科莱威改款，项目已经定点，技术是层状+硬碳……种种消息告诉我们，钠离子电池量产装车已经近在咫尺。钠电池这么快就能用上了吗？2月24-25日，2023中国新能源电池产业江山峰会上，不少嘉宾也对钠离子电池发表了看法，对于钠电池技术进展、研发生产难点，以及应用范围有了比较大的共识。01锂电池企业纷纷布局钠电池一般来说，钠离子电池分为三条技术路线，分别为层状氧化物、普鲁士蓝（白）和聚阴离子。层状氧化物的优势是比容量高、电压平台高；劣势是结构稳定性和循环稳定性差，而且容易产气。普鲁士蓝（白）路线，优势是比容量高，但是结晶水难以除去，影响正极材料的热稳定性和循环性能。聚阴离子的优势是电压平台高、结构稳定、热稳定性和循环稳定性好，劣势是比容量偏低，导电性能差。目前，国内的主要锂电池企业都在布局钠离子电池。“蜂巢能源选择的是层状氧化物和聚阴离子两种路线。”会上，蜂巢能源技术中心副主任高飞介绍了蜂巢能源的钠离子电池规划。根据规划，2023年，蜂巢能源希望将钠离子电池的能量密度做到135Wh/kg，2024-2025年做到160Wh/kg，最终希望做到180-200Wh/kg。高飞认为，钠离子电池的低温性能非常好，目前蜂巢能源研发的钠离子电池，在-20℃下，3C放电，容量保持率可以达到97%。采用层状氧化物正极、硬碳负极和碳酸酯电解液和商业化的聚合物隔膜的钠离子电池，在25℃下，1C充放电600周后，循环仍然保持在97%；45℃温度下1C充放电450周后，容量保持率超过94%。此外，在安全性方面，钠离子电池的安全性明显优于锂离子电池，200℃热箱和针刺均不爆炸、不起火也不冒烟。显然，蜂巢能源的钠离子电池进展不是最快的。去年，亿纬纬锂能也发布了第一代大圆柱钠离子电池产品，能量密度为135 Wh/kg，循环寿命达到2500次，产品正准备进入中试环节。去年12月，欣旺达在投资者互动平台表示，公司钠离子电池样品已经在进行测试验证，项目进展顺利，具体上市计划会根据客户需要确定。技术进展，还是宁德时代进展最快，2021年7月发布第一代钠离子电池时，电芯单体能量密度已达160Wh/kg；第二代钠离子电池能量密度将达到200Wh/kg，接近三元锂电池。022024年有望进入扩张期理论上更便宜的钠离子电池，现阶段并不便宜。在中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬看来，最起码现阶段，钠离子电池成本肯定不会比锂离子电池更低，不是技术问题，是没有产业链的问题。王子冬给出了一个数字，目前钠离子电池负极成本，是现在国内三元正极材料的3~5倍的价格。究其原因，这是因为目前作为钠离子电池负极的硬碳大部分还需要进口。2022 年9 月，日本可乐丽椰壳硬碳价格约为 20万元/吨，低端人造石墨负极价格约为3万元/吨。硬碳采用的前驱体原料主要为生物质、树脂类和高分子前驱体。椰壳类生物质材料是最早被产业化的硬碳前驱体之一，这类材料在自然界中广泛存在，且杂质较少，自身强度比较高，可以为硬碳产品带来稳定的结构。但国内目前满足生产硬碳负极的椰壳原料供应不足，需要依赖进口，硬碳负极国内产能有限，合计仅数千吨量级。根据东吴证券数据，目前处于推广期钠离子电池成本大约为0.8-0.9元/Wh，相比铁锂电池毫无性价比优势。没有产业链只能受制于人。但随着产业链的完善，规模效应显现，进入发展期和成熟期，钠离子电池电池成本有望降到0.5元/Wh，而铁锂电池总成本则大约在0.7元/Wh（碳酸锂价格假设15万元/吨，下同），成本便宜20%以上；电芯材料成本方面，钠离子电池成本预计比铁锂电池低0.1元/Wh，便宜25%以上。除了头部的宁德时代、比亚迪等企业，大部分产业链企业产品仍处于中试阶段。今年1月份，多氟多方面在回答投资者提问时表示，钠离子电池的正极材料中试线已经建成，批量成品已下线，正在进行各类检测和客户的车载测试。雄韬股份也表示，钠电池中试线建设正在有序推进当中，计划将于2023年投产，同时可启动一期量产线建设。传艺科技是钠离子电池的头部企业。去年11月，传艺科技也表示，钠离子电池中试线已经投产，生产的钠离子电池产品相关技术参数为：单体能量密度150Wh/kg-160Wh/kg，循环次数不低于4000次。硬碳负极方面，也有企业在进行产业化发展。去年12月，贝特瑞在投资者问答中表示，公司已具备硬碳负极产业化能力，正在建设硬碳量产线，同时公司钠电池负极已通过国内部分客户认证，实现吨级以上订单，持续供货，并正在积极导入其他头部企业，提升产能规划。同期，翔丰华在投资者问答中表示公司开发的高性能硬碳负极材料目前正在相关客户测试中。业内预计，2023年市场各种技术路线样本及规模化成品将导入市场，随着工程化实践和下游批量认证，有望于2024年进入1-10的产业化规模扩张期。03技术难点：产气多、循环差钠离子电池要进入产业化，需要克服很多技术问题。湖南法恩莱特新能源科技有限公司副总经理孔东波介绍，钠电池离子半径要比锂电池的离子半径大很多，造成难以脱嵌，从而造成动力学非常缓慢，电极材料体积变化大，循环性比较差，整个系统所有组件包括电极材料、隔膜都需要加大开发力度，不能完全沿用之前的锂电池的方式。具体来看，钠离子电池的正极材料还没有大规模的稳定量产、结构稳定性有待提高，同时循环过程中产气问题比较严重。孔东波介绍，钠离子电池主要需要解决的是在化成过程中的产气，还有一个后期充电及长期搁置中的产气。他认为原因有几个方面，一是电解液中水分的还原；二是溶剂分子在负极侧的电化学还原；三是带电状态下负极还原产物与溶剂分子的负反应。解决方法是，需要研发新型的溶剂溶解残碱，同时引入抑制产气的添加剂。钠离子电池的负极，现阶段只能选择硬碳，但库伦效率比较低（电池放电容量与同循环过程中充电容量之比），而且价格偏高。在孔东波看来，负极现在困扰比较大。简单来说，石墨难以储存钠，不能作为钠离子电池的负极，硬碳是目前钠离子电池唯一的负极材料。钠离子的原子半径至少比锂离子大35%，钠离子很难嵌入和脱出材料，这对负极材料的结构稳定性提出了更高的要求。锂离子电池使用的石墨负极材料的孔径和层间距，不能满足钠离子电池负极的要求。而硬碳的层间距要比石墨大很多。此外，电解液也还在摸索之中。以往醚类电解液很少被作为电解质使用，因为其在负极上钝化能力差，在超过4V以上的工作电压下不稳定。然而，近年来，在钠离子电池领域中，醚类电解质已经被广泛地使用，因为它们在钠电体系中具有更好的抗氧化还原能力，相比酯类电解质其可以在负极表面生成更薄和具有稳定的SEI膜和高的首次库仑效率。不过，钠离子电池电压达到4V以上，就需要改善高电压下的循环性问题，醚类电解质就不能满足要求，需要氟代醚类溶剂，同时引入高电压的添加剂。孔东波表示，他们钠离子电池的研发分为三个阶段，短期目标要做到针对电池高温循环产气严重的情况，提高解决措施，使产气情况得到有效改善等；中期目标是，选择出合适的电解液，使得4.2V高电压钠离子电池的循环超过500周，容量保持率超过85%；长期目标是开发出新型溶剂体系，适配不同工作环境的电池，增强循环性能，达到常温循环1500周、高温循环800周、低温循环800周容量保持率＞85%。04应用：储能和低续航小车钠离子电池的优势在于价格低廉、性能好，但是核心问题是体积能量密度太低，在有限的体积内装的电池太少了，这就制约了钠离子电池的应用范围。会上，专家们公认的应用范围是储能、低速车和A00级车。换句话说，钠离子电池是无法替代锂离子电池的，只能成为锂离子电池的补充。孔东波认为，储能是钠离子电池较为适用的场景，核心原因是大型储能系统对电池能量密度要求不高，对安全性和经济性要求更高。从孔东波给出了成本测算看，相比铅酸电池、磷酸铁锂以及三元电池做储能，无论在计及电力损耗时的度电成本、不计及电力损耗时的度电成本和不计电力损耗且折现率为0的度电成本时，钠离子电池都是最低的。高飞认为，钠离子电池的核心方向应该是储能和轻型动力。与孔东波不同，高飞重点分析了钠离子在轻型动力领域的应用。典型就是交通工具领域，高飞认为，钠离子电池的主要应用场景是二轮车、低速车到A00级这个级别，也就是大概300公里以内出行工具。【本文来自易车号作者电动汽车观察家，版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。内容仅代表作者观点，与易车无关】

目前的锂离子电池负极材料的研究主要集中在碳基材料上。其中碳电极在电池反应过程中进行嵌锂后的电位接近金属锂的电位，一旦电池在过充时，碳电极的表面就容易析出金属锂。产生的金属锂会跟电解液接触反应产生可燃性气体，给动力电池带来相当大的安全隐患。另外，石墨材料负电极存在与电解液的共嵌入问题，对电解液敏感高，稳定性有限导致电极的循环稳定性受到影响。合金类负极材料与碳负极材料相比具有较高的比容量，在充放电过程中锂的反复嵌脱会使合金类负极的体积发生较大变化导致循环性能变差。

行业发展空间： 2020年12月，我国电动 汽车 保有量492万辆，据我国新能源 汽车 产业发展规划中2025年电动 汽车 销量占比20%，以每年2500万辆的整车销量来看，预计2025年电动车保有量将达到2000万辆，与2020年相比年复合增长率25%，平均70度电/辆，则五年内将新增储能系统装机设备1400GWh，以售价1元/Wh计算， 新能储能市场规模1.4万亿元 。 目前市面上电池根据电解质状态不同大致可分为液态电池、半固态电池、准固态电池和全固态电池。液态电池仅含有液体电解质，半固态电池以氧化物复合电解质为主，准固态电池以聚合物复合电解质为主，而全固态电池以硫化物复合电解质为主。 正极材料主要是磷酸铁锂，三元材料，锰酸锂，钴酸锂等，负极材料主要是石墨烯等。据ICC鑫椤资讯数据显示，2020年国内四大正极材料总产量51.9万吨/+20.8%，其中磷酸铁锂材料表现强势，产量达到14.2万吨/+45.7%。钴酸锂与锰酸锂正极材料的产量分别为7.38万吨及9.29万吨，同比分别增长24.8%及21.6%；三元材料产量增速最缓，仅7%，全年总量为21万吨。负极材料产量达到46万吨/+28%。全球负极材料市场继续向中国集中，2020年中国负极材料产量已经占到全球总产量的85%左右。 政策总结： 2020年3月31日，国务院总理李克强确定将新能源 汽车 购置补贴和免征购置税政策延长2年，原计划到2020年底结束。 2020年7月，工信部、农业农村部、商务部等3部门在发布《关于开展新能源 汽车 下乡活动的通知》，活动时间为2020年7月-2020年12月。期间 汽车 企业给出让利，并在此基础上推出5000 元 的置换补贴，促进入门级电动车在三四线及以下地区替代低速车。 2021年工信部取消动力电池白名单，LG化学，SDI,SKI等外资将重新进入中国市场。 2020年10月27日，《节能与新能源 汽车 技术路线图2.0》重点强调了总体能耗的控制。要求2025年、2030年和2035年乘用车总体百公里平均油耗分别达到4.6L、3.2L和2.0L。新能源 汽车 2025年渗透率达到20%，2030年达到40%；到2035年新能源 汽车 渗透率则要达到50%以上，其中纯电动则将占到新能源 汽车 的95%以上，纯电动 汽车 成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。同时，2025年、2030年和2035年，混合动力节能 汽车 分别要占到50%、75%和100%。也就是说，到2035年，我国新销售的 汽车 将有一半以上是新能源 汽车 ，其余全部都是混合动力的节能 汽车 。具体规划 下 表： 动力电池主流类型： 4680电池： 松下将于2021年为特斯拉制造4680圆柱电池，该电池直径46mm,长80mm，单体电芯型号比21700更大，能量密度提升至300Wh/kg，输出功率提升6倍，搭载该电池的电动 汽车 续航里程可提高16%，新电池每千瓦时成本降低14%。此外，4680电池采用全新“无耳级”技术，使得正负极流体与盖板/壳体直接连接，电流导电面积成倍增加，电流传导电流传导面积成倍增大，传导距离缩短，从而大幅降低电池内阻，减少发热量，可大大延长电池寿命，提高充放电峰值功率。马斯克还透露2021年下半年推出的特斯拉MODEL SPlaid三电机高性能版将配备全新结构电池组就包括4680锂电池。 百万英里锂电池： 特斯拉的百万英里电池是一种锂离子电池，采用新一代“单晶”NCM532正极和一种新型先进电解质，采用单晶镍钴铝电极，镍含量达到50%，钴元素20%，并加入人造石墨，可使电动 汽车 持续行驶100万英里（约160万公里），目前特斯拉使用的电池寿命仅为50万公里，。该“超长寿命电池”实现装车后就算报废了还可以继续使用，对天气，地形等外部因素限制较小，能达到4000次充放电循环。该电池与宁德时代合作，将在中国首推。 通用 汽车 也表示正在开发使用寿命达100万英里的电动 汽车 电池，但尚未公布推出时间表。 蜂巢2020年推出两款无钴电池，其中一款产品容量为115Ah。电芯能量密度为245Wh/kg，电池使用寿命达15年或120万公里。 比亚迪量产的磷酸铁锂刀片电池体积能量密度比传统电池提升了50%，电池使用寿命超100万公里。其正极是磷酸铁锂，属于磷酸铁锂电池范畴，系统能量密度140Wh/kg，续驶里程约600公里。不含重金属，减少环境污染；体积变小，侵占小。重量减轻，自损能耗降低；安全性提升，在高温、过充、挤压、针刺等情况下，降低电芯爆炸的概率。 NCMA超高镍电池：LG能源计划2021 Q2开始量产镍含量90%的NCMA电池，并向特斯拉供应MODEL Y及下一代车型，该电池能量密度为161Wh/kg,电池包容量77KWh,续航里程594km。国内华友钴业和格林美已经进行NCMA四元材料量产准备，华友钴业1月8日启动年产12500吨NCMA四元前驱体材料项目，建设周期两年。格林美的NCMA四元前驱体材料正在进行客户认证。 固态电池 固态电池被认为是动力电池技术发展的主要方向，正极（朝高镍三元方向）、负极材料（硅碳-蔚来或掺硅-上汽智己）其生产重点在负极材料，硫化物（CATL-2030年）和氧化物进展较快，样品正通过针刺测试，但还要做车辆测试，预计2021年下半年规模量产装车。固态电池中的固态电解质代替了液态电解质和隔膜，安全性好，充电时长短，单体能量密度（>350Wh/kg)和寿命（>5000次）都得以提升，但是固态电解液接触面积比液态差，导致其活性降低，导电率低，内阻大，因此采用创新架构模式，如双机架构技术、CTP、CTC、刀片电池可改善。但全固态电池想要规模化量产还需要5—10年。目前，法国Bollor、台湾公司、国内三家公司，台湾目前量产产量较小，且主要用于消费电子和可穿戴设备。 2021年1月9日，蔚来 汽车 在NIO DAY上发布了续航里程超1000公里的固态电池，计划于2022年四季度发布半固态电池包，届时其电池单体能量密度将达到360Wh/kg，电池包带电量也将由现在的100kWh提升至150kWh，但仍需使用电解液，隔膜等，属于半固态电池。但是电池行业去隔膜和去电解液，预锂化，无钴化技术仍是行业发展大趋势。 市场格局 （一）装机量 1月13日，中国 汽车 动力电池产业创新联盟发布最新数据显示，2020年国内动力电池装车量累计63.6GWh，同比累计上升2.3%。其中，三元电池装车量38.9GWh，占总装车量61.1%，同比累计下降4.1%；磷酸铁锂电池装车量24.4GWh，占总装车量38.3%，同比累计增长20.6%，磷酸铁锂回暖势头明显。 从市场竞争格局看，国内市场宁德时代独占50%市场份额，比亚迪占14.9%、中航锂电、国轩高科占比超过5%。全球市场宁德时代连续4年居第一位，市占率约24.8%；韩国LG化学市占率约22.6%；松下占18.3%；比亚迪、韩国三星SDI、韩国SKI装机量占比分别为7.3%、5.9%、5.1%。 2021最新装机量排名:宁德时代>LG化学>日本松下>比亚迪>三星SDI>SKI （二）产能 宁德时代2020年-2022年非合资产能分别为90/150/210GWh,2025年完成扩产计划后约达到450GWh；LG化学目前产能120GWh,2023年底扩建至260GWh；SKI目前产能29.7GWh,计划2023年动力电池产能达到85GWh 、2025年超125GWh；2020年底比亚迪电池产能达到65GWh，2021年和2022年包括“刀片电池”在内的总产能分别达到 75GWh 和 100GWh。 目前产能：LG化学>宁德时代>比亚迪>SKI 规划产能：宁德时代>LG化学>比亚迪>SKI （三）供应分布 国外市场日本松下为特斯拉主要供用商，后引入宁德时代和LG化学。国内造成新势力的动力电池供应商为：蔚来 汽车 电池由宁德时代独供，理想 汽车 为宁德时代和比亚迪，小鹏 汽车 为宁德时代，亿纬锂能等，威马 汽车 ，合众新能源的电池供应商就相对分散了。 A股相关标的最新消息： 宁德时代： 2020年2月至今追加近1000亿动力电池投资，新增布局产能300GWh,2025年全球动力电池将迈入TWh时代，而宁德时代作为全球动力电池龙头，有望在装机量和产能上稳拿第一宝座。 1月19日宁德时代公布两项固态电池专利：“一种固态电解质的制备方法”，该方法将锂前体、中心原子配体分散于有机溶剂中，形成反应初混液；将硼酸酯分散于有机溶剂中，形成改性溶液；将反应初混液与改性溶液混合，干燥，得到初始产物；对初始产物研磨、冷压、热处理得到固态电解质。该专利制备法可以显著提高固态电解质电导率，从而有利于提高全固态电池的能量密度。“一种硫化物固态电解质片及其制备方法”，该方法将硫化物电解质材料及掺杂于硫化物电解质材料中的硼元素，且电解质片表面任意位置的硼元素质量浓度B0与距离该位置100μm处的硼元素质量浓度B100的相对偏差(B0.B100)/B0不超过20％,可有效降低阴离子对锂离子的束缚作用，提升锂离子的传输能力；同时提升掺杂均匀度和电导率，降低界面阻抗，改善电池的循环性能。 比亚迪： 近日国家知识产权局公布了比亚迪多款电池领域专利，其中包括“一种正极材料及其制备方法，一种固态锂电池”，该专利提供了正极材料的制备方法和固态锂电池，该正极材料可同时构建锂离子传输通道和电子传输通道，极大的提升了固态锂电池的容量发挥，首圈库伦效率，循环性能和高倍率性能。“一种锂离子电池固态电解质及其制备方法和固态锂离子电池”目的是为了解决现有固态电解质的锂离子电池能量密度低，安全性差的问题。“一种凝胶聚合物电池及其制备方法”表明比亚迪在半固态电池领域已有进展。 国轩高科： 1月8日发布新产品磷酸铁锂210Wh/kg软包单体电池和JTM电池磷酸铁锂210Wh/kg软包单体电池是全球已经亮相的磷酸铁锂体系单体能量密度最高的产品，搭配自主研发了高性能磷酸铁锂材料，高克容量硅负极材料和先进的预锂化技术，单体能量密度已经达到三元NCM5系水平，JTM中J是卷芯，M是模组，该产品电池材料大幅精简，制造过程大大简化，电池性能大幅提高，综合成本显著降低，电池包适应性大大增加。 与大众合作开发的MEB项目兼顾三元和铁锂两种化学体系的标准MEB模组设计，预计2023年实现量产供货。 欣旺达： 2019年4月收到雷诺-日产联盟的供应商定点信，未来七年内向其提供达115.7万台 汽车 使用的混合动力电池，保守预计订单金额将超过百亿元。2020年6月，日产宣布将与欣旺达合作共同为e-POWER系统开发下一代车载电池。 亿纬锂能：1月19日，亿纬锂能宣布荆门圆柱电池产品线开始投产，达产后圆柱电池年产能从2.5GWh提升至5GWh，年产数量达4.3亿颗，该系列电池将用于电动自行车。 孚能 科技 ： 孚能 科技 是国内三元软包动力电池龙头企业，与吉利成立合资公司，未来合计产能达120GWh,其中2021年开工建设不少于20GWh。

影响克容量、首次库伦效率、倍率性能，循环性能。辊压是指，将涂布完成的产品，经过一定间隙下、一定压力下的两个钢辊，将极片压实到指定厚度的过程。辊压后的结构更加稳定，颗粒之间空隙间距更小。辊压会影响克容量、首次库伦效率、倍率性能，循环性能等

降低锌的沉积和剥离库伦效率。在电解液添加剂的使用说明中可以了解到，该添加剂中的锌离子会降低锌的沉积和剥离库伦效率，也是其缺点。电解液是化学电池、电解电容等使用的介质，用于不同行业其代表的内容相差较大。

能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功 　　能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功，美国加州大学圣地亚哥分校工程师开发了一种锂离子电池，该电池在极寒和酷热的温度下表现良好，能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功。 　　能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功1 　　近期，加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的工程师们开发出了一种新型锂离子电池，据称这种电池在极冷和高温下都能表现良好，同时仍能储存大量能量。 　　根据研究人员的说法，这一“壮举”是通过开发一种新型电解质实现的。这种电解质不仅可以在较宽的温度范围内坚挺耐用，而且可以与高能阳极和阴极兼容。上述研究成果已于近期发表在了《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。 　　UCSD雅各布斯工程学院纳米工程学教授、该研究的资深作者Zheng Chen表示，基于这项技术开发的车用电池，即使在寒冷气候下也能让电动汽车行驶更远。此外，它们还可以减少对冷却系统的需求，以防止车辆的电池组在炎热气候下过热。 　　Chen 解释说：“高温对于汽车电池来说是一个重大挑战。在电动汽车中，电池组通常位于底盘，更靠近炎热的道路。此外，电池在运行过程中会因电流通过而升温。如果电池不能承受这种高温，它们的性能将迅速下降”。 　　在测试中，该电池在-40°C和50°C下分别保留了87.5%和115.9%的能量容量。在这些温度下，它们还分别具有98.2%和98.7%的高库伦效率，这意味着电池在停止工作之前可以进行更多的充放电循环。 　　上述优异的性能都要归功于Chen和同事们开发的独特电解质。它由二丁醚与锂盐混合而成的液体溶液制成。二丁醚的一个特点是其分子与锂离子的结合较弱。换句话说，当电池运行时，电解质分子很容易释放锂离子。 　　研究人员在之前的一项研究中发现，这种微弱的分子相互作用可以提高电池在零下温度下的性能。另外，二丁醚很容易吸收热量，因为它在高温下保持液态(沸点为141°C)。 　　 附加优势 　　此外，这种电解质的另一个特别之处在于它与锂硫电池兼容，锂硫电池是一种可充电电池，其阳极由锂金属制成，阴极由硫制成。锂硫电池是下一代电池技术的重要组成部分，因为它拥有更高的能量密度和更低的成本。 　　据了解，锂硫电池每公斤存储的能量是当今锂离子电池的两倍，这可以使电动汽车的续航里程增加一倍，而不会增加电池组的重量。此外，与传统锂离子电池阴极中使用的钴相比，硫的储量更为丰富。 　　但锂硫电池也存在问题。阴极和阳极都是超活性的。硫阴极非常活泼，在电池运行过程中会溶解；在高温下，这个问题会变得更严重。锂金属阳极容易长出枝晶，会导致电池短路，甚至有起火风险。因此，锂硫电池最多只能循环使用几十次。 　　“如果你想要一个高能量密度的电池，你通常需要使用非常苛刻、复杂的化学物质，”Chen说，“高能量意味着更多的反应发生，这意味着更少的稳定性，更多的降解。制造一种稳定的高能电池本身就是一项艰巨的任务，试图在更大的温度范围内做到这一点更具挑战性。” 　　UCSD研究团队开发的二丁醚电解质可以防止这些问题。即使在极端温度下，他们测试的电池也比典型的锂硫电池有更长的循环寿命。Chen说，“我们的电解液有助于改善阴极侧和阳极侧，同时提供高导电性和稳定性”。 　　能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功2 　　美国加州大学圣地亚哥分校工程师开发了一种锂离子电池，该电池在极寒和酷热的温度下表现良好，同时还能储存大量电能。本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文描述了这种耐温度变化的电池。 　　加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程教授、该研究的资深作者陈政说，这种电池可让寒冷气候下的电动汽车一次充电就能行驶更远；还可减少对冷却系统的.需求，以防止车辆的电池组在炎热气候下过热。 　　研究人员在冰点以下温度测试电池。图片来源：David Baillot/加州大学圣地亚哥分校 　　在测试中，概念验证电池在-40℃和50℃下分别保留了87.5%和115.9%的电能容量。在这些温度下，它们还分别具有98.2%和98.7%的高库仑效率，这意味着电池在停止工作之前可进行更多的充电和放电循环。 　　研究人员此次开发了一种更好的电解质，这种电解质既耐寒又耐热，而且与高能阳极和阴极兼容。电解质由二丁醚与锂盐混合而成的溶液制成。二丁基醚的一个特点是其分子与锂离子的结合较弱，当电池运行时，电解质分子很容易释放锂离子。 　　这种电解质的另一个特别之处在于它与锂硫电池兼容。锂硫电池是下一代电池技术的重要组成部分，因为它们有望实现更高的能量密度和更低的成本。但锂硫电池的阴极和阳极都具有超强反应性。在高温下，锂金属阳极容易形成称为枝晶的针状结构，可刺穿电池的某些部分，导致电池短路。结果，锂硫电池只能持续数十次循环。 　　二丁基醚电解质可防止这些问题，即使在高温和低温下也是如此。他们测试的电池比典型的锂硫电池具有更长的循环寿命。研究团队还通过将硫阴极接枝到聚合物上来设计更稳定的硫阴极。这可以防止更多的硫溶解到电解液中。 　　团队表示，下一步研究工作将包括扩大电池化学成分、优化电池以使其在更高的温度下工作以及进一步延长循环寿命。 　　能耐极寒和酷热的新型锂离子电池开发成功3 　　一种新型锂离子电池既可以在零下 40°C 的低温下工作，也可以在 50°C 的高温下工作。这种新型电池阴极使用硫制作，电池可以储存更多的能量。这是来自加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的一项新研究。 　　这种电池可以增加电动汽车在寒冷温度下的行驶里程。此外，它们还可以用于卫星、航天器、高空无人机和潜艇。UCSD 纳米工程教授陈政（Zheng Chen）表示：通过大幅扩展锂电池的可操作窗口，我们可以为电动汽车之外的应用提供更强大的电化学物质。 　　目前来看，电池用石墨阳极和锂金属氧化物阴极，这种组合不能很好地处理极端温度。高温会加剧电池内部本已高度活跃的化学环境，引发分解电解质和其他电池材料的副反应，导致不可逆转的损害。与此同时，低温会使液体电解质变稠，所以锂离子在其中缓慢移动，导致电能损耗和充电缓慢。 　　对电池进行绝缘或从内部加热的方法有助于解决低温问题。研究人员之前还对电解质进行设计以扩大电池温度范围，但这可以提高低温或高温下的性能，而不是同时提高性能。 　　陈政教授团队的研究《Solvent selection criteria for temperature-resilient lithium–sulfur batteries》刊登在了 7 月 5 日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，他们表示新型耐极端温度电池的核心是找到一种新电解质。 　　他们通过将锂盐溶解在二丁醚溶剂中来制造电解质。与现有的用于电池的碳酸乙烯溶剂不同，新材料在零下 100°C 的温度下不会结冰，也不容易蒸发。此外，其溶剂分子与锂离子结合较弱，所以锂离子在其中移动更自由，即使在冰点温度下。 　　UCSD 团队通过将硫附着在塑料基材上来解决硫阴极降解问题。同时，新的电解质允许锂离子的均匀传输，因此它们没有机会粘在一起并形成枝晶。 　　在团队测试中，原型电池持续了 200 次循环，并在 -40°C 下还能保持超过 87% 的原始容量。在 50°C 时，电池的容量增加了 15%，陈政教授表示，因为更高的温度会增加电荷转移和锂离子通过电解质并扩散到电极上，因而推动了电池容量和能量极限 。 　　该研究的第一作者、UCSD 纳米工程博士后研究员 Guorui Cai 准备了一个电池袋电池（battery pouch cell），用于在低于冰点的温度下进行测试。 　　这种电解质的另一个特别之处在于它与锂硫电池兼容，锂硫电池是一种可充电电池，其阳极由锂金属制成，阴极由硫制成。锂硫电池是下一代电池技术的重要组成部分，因为这种电池具有更高的能量密度和更低的成本。 　　它们每公斤存储的能量是当今锂离子电池的两倍——这可以使电动汽车的续航里程增加一倍，而不会增加电池组的重量。此外，与传统锂离子电池阴极中使用的钴相比，硫的来源更丰富且问题更少。 　　但锂硫电池存在另一些问题——其阴极和阳极都过于活跃。硫正极非常活泼，以至于它们在电池运行期间会溶解。这个问题在高温下会变得更糟。锂金属阳极容易形成称为枝晶的针状结构，可以刺穿电池的某些部分，导致电池短路。因此，锂硫电池只能持续数十次循环。 　　「如果你想要一个能量密度高的电池，你通常需要使用非常精确、复杂的化学物质，」陈政说道。「高能量意味着更多的反应正在发生，这意味着稳定性更低，降解更多。制造稳定的高能电池本身就是一项艰巨的任务——试图在很宽的温度范围内做到这一点更具挑战性。」 　　UCSD 研究小组开发的二丁醚电解质可以防止这些问题，即使在高温和低温下也是如此。他们测试的电池比典型的锂硫电池具有更长的循环寿命。「我们的电解质有助于改善阴极和阳极侧，同时提供高导电性和界面稳定性，」陈政介绍说。 　　该团队还通过将硫阴极接枝到聚合物上来设计更稳定的硫阴极。这可以防止更多的硫溶解到电解液中。 　　接下来的步骤包括扩大电池化学成分，优化它以在更高的温度下工作，并进一步延长循环寿命。 　　UCSD 纳米工程教授陈政。 　　容量的增加不一定是一件好事，因为这同时也会使电池负担过重。为了解决这个问题，研究人员必须进一步改进电池的化学成分，以便它能够维持更多的充电周期。他们还计划通过更多的细胞工程来提高能量密度。目前，新电池的密度仅比今天的锂离子电池略高一点，与锂硫理论上的承诺相差无几。「我们至少可以将能量密度提高 50%，」陈政表示。「这就是希望，这就是承诺。」

可以看库伦效率和极化。一般充放电平台相差大极化大。 谢谢，能从曲线具体看哪部分属于极化吗，或者两条一条常温的一条低温的充放电曲线放在一起，怎样对比极化部分? ? 怎么对比N条放在一起的电极材料的动态内阻，

tanglianxing(站内联系TA)扣式电池组装都是一样的，对电极用Li片，测试电极用你自己的材料做...只是正负极用的充放电电压范围不一样..liucheng200883(站内联系TA)装法都是一样的，先后顺序都一样，但是后续的充放电工步就不一样了。涟漪笑笑(站内联系TA)装法都是一样的，但是后续的充放电工步就不一样了。updayday(站内联系TA)因为不管是正极材料还是负极材料，在半电池中相对于金属锂都是正极，所以没有区别，组装方法一样。但是测负极材料时要先放电再充电，库伦效率计算是充电容量除以放电容量。苏乐sule(站内联系TA)纽扣电池而言，无论是正极还是负极 装法是一样的，因为对于锂片它们的电压都高 只是装好之后再蓝点上测试的时候，正极材料先充后放，负极材料先放后充！

你好 N/P比（Negative/Positive）应该是在同一阶段内，相同的操作条件下，负极可逆面容量与正极可逆面容量的比值。电池设计时，若正极过量，充电过程中由正极脱出的多余锂离子在负极表面析出形成锂枝晶，容易引发电池内短路，从而影响电池安全性能；若负极过量太多，则又会造成库伦效率下降，影响电池的容量发挥。N/P定义为：

在钠离子电池正极材料三种路线中，普鲁士蓝类化合物成本较低，比容量和能量密度高，倍率性能优异，未来潜力较大。宁德时代发布的第一代钠离子电池正极材料就采用普鲁士白，电池能量密度达到160wh/kg。一、钠电产业背景宁德时代加码布局，钠电有望加速发展。2021年7月，宁德时代公布第一代钠离子电池，后致力于推进钠离子电池在2023年形成基本产业链，钠电产业化有望加速落地。钠元素在全球分布的丰度和均度较高，对我国打破锂元素价格垄断有一定的战略意义。随着技术的突破和钠离子产业链的完善，降本后的钠离子电池会对传统铅酸电池和锂离子电池起到替代、补充作用。钠离子电池由于循环寿命和能量密度仍然存在一定缺陷，因此更加适用于对能量密度要求不高，但对成本变化非常敏感的行业，因此可以广泛应用于储能、低速电动车等领域。在政策支持以及未来能源转型发展趋势下，钠电的增量空间巨大，未来可期。二、普鲁士蓝类正极材料：低成本+高比容量优势显著在理想情况下，钠离子能够完全进行可逆的脱出与嵌入，而不会造成晶体结构的破坏。电极材料对钠离子电池至关重要，研发理想的钠离子电 池正极材料是推进钠离子电池的关键。当前钠离子电池正极材料主要有过渡金属层状氧化物类、聚阴离子类化合物和普鲁士蓝类化合物。三种正极路线各有所长，未来或将共存。层状氧化物体系制备方法简单，比容量和电压较高，但在空气中稳定性差。聚阴离子体系具有较好的 倍率性能和循环性能，但导电率一般较差，采用碳包覆和掺杂手段使能量密度提升。普鲁士蓝类化合物具有良好的结构稳定性和倍率性能，但 存在结晶水难以除去和过渡金属离子溶解等问题。层状氧化物体系成熟度较高，预计率先实现产业化。而普鲁士蓝类成本低，比容量和能量密 度高，倍率性能优异，未来潜力较大。普鲁士蓝类化合物比容量高，具备成本优势。PBAs易于制备，整个骨架中过渡离子环境友好，成本较低。PBAs可通过 M3+/M2+和 Fe3+/Fe2+ 氧化还原电实现 2 个钠离子的可逆脱出/嵌入，理论比容量达到170 mAu22c5h/g，工作电势较高。 此外，PBAs由于 Fe-CN的配位稳定常数高， 三维结构稳定，因此具有较长的循环寿命。普鲁士蓝具有较低的溶度积常数，有效避免了在水溶液体系中的溶解流失问题，因此可作为水溶液 体系正极材料。2021年7月29日，宁德时代发布第一代钠离子电池，其正极材料采用了克容量较高的普鲁士白材料，并创新性地对材料体相结构进行电荷重排。 宁德时代研发的第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。其电芯单体能量密 度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20℃低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以 上；热稳定性远超国家强标的安全要求。三、普鲁士蓝类正极材料生产工艺共沉淀法共沉淀法是目前最常用的一种合成普鲁士蓝类化合物的方法。为了提高材料的结晶性，螯合剂辅助的缓慢共沉淀法开始应用于普鲁士蓝类化合 物的合成。以柠檬酸三钠辅助的共沉淀法合成Na2CoFe(CN)6为例，共沉淀法制备普鲁士蓝主要分为四步。第一步，将CoCl2与柠檬酸三钠按配 方比例溶于去离子水中，形成Co2+-柠檬酸的螯合物；第二步，将上述得到的溶液与Na4Fe(CN)6的水溶液同时滴加至去离子水中，进行共沉淀 反应；第三步，溶液反应完全后搅拌12h，经过多次过滤后得到前驱体；第四步，将前驱体用去离子水与乙醇洗涤后在60℃下真空干燥24h得到 产品。水热合成法水热法合成普鲁士蓝主要分为四步，第一步，将一定配比的水与抗坏血酸（维生素C）搅拌混合，得到溶液A；第二步，在乙二醇中加入一定量 的Na4Fe(CN)6·10H2O，充分搅拌后得到溶液B；第三步将上述溶液A与溶液B混合搅拌后转移至特氟龙高压釜中在70℃下保存24小时，然后自 然冷却至室温；第四步，收集前驱体，用蒸馏水与乙醇洗涤后在80℃真空箱中干燥。球磨法球磨法合成普鲁士蓝主要分为三步，第一步将Fe4 [Fe(CN)6 ]3和Na4Fe(CN)6 u202210H2O在真空烘箱(133Pa)中脱水8小时，温度分别控制在120℃和90 ℃；第二步将上述脱水材料作为原料，按照1:1的比例进行球磨6h；第三步将通过球磨法得到的NaFeFe(CN)6粉末在真空烘箱(133Pa) 中150 ℃ 下热处理5小时，以改善普鲁士蓝类化合物的结晶度。四、普鲁士蓝类正极材料壁垒较高，相关公司积极布局量产难点：结晶水和缺陷的去除目前结晶水难去除的问题是普鲁士蓝类化合物正极材料产业化的关键掣肘。普鲁士蓝类化合物在实际合成中会产生许多结晶水及Fe(CN)6空位 缺陷，结晶水容易占据储钠位点及钠离子的脱嵌通道，影响材料的比容量和库伦效率； Fe(CN)6 空位缺陷还会导致材料在充放电过程中发生结 构坍塌，影响材料的循环稳定性。普鲁士蓝类化合物体系产业化推进目前采用普鲁士蓝类化合物正极体系的电池厂商有宁德时代、星空钠电、美国Natron Energy等。其中宁德时代2021年发布的第一代钠离子电 池，其电芯单体能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20℃低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系 统集成效率可达80%以上。美联新材、容百科技、格林美等公司都在积极布局普鲁士蓝类化合物体系，预计2023年开始量产。除了传统锂电正极厂商，美联新材、百合花 等化工企业利用其在普鲁士蓝材料领域或上游氰化物领域的优势，积极布局钠电。2022年9月美联新材与七彩化学签订战略合作协议，规划年 产18万吨普鲁士蓝（白）项目。目前美联新材普鲁士蓝50吨中试线已投产。百合花具有成熟的颜料级普鲁士蓝类生产技术，目前布局钠电正极 材料，处于小试阶段

楼上说的很全。。补充一点，阻抗也是重要参数

硬碳负极属于化工产品。硬碳是指难石墨化碳，是一种通过热解高分子聚合物、石油化工产品、生物质等得到的热解碳，其在2500℃以上的高温下也很难石墨化。硬碳具有丰富的储钠环境，理论储钠克容量达到530mAh/g，结合其价格低廉、嵌钠后体积形变小、低温和快充性能好等优点，有成为率先商用的钠电负极材料。硬碳负极材料比容量高，理论值约为530mAh/g，存在首次库伦效率低、长循环稳定性不高和压实密度低的问题，并且由于硬碳基材料储钠机理本身存在严重争议，早期硬碳主要在锂电负极材料中和石墨掺混使用，以提高快充和低温下的电池性能。

库伦效率（CE） 　　指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比. 库伦效率：通常用来衡量电泳涂料的上膜能力. 　　表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/C）,SEM要求大于30. 　　影响库仑效率的因素：溶剂含量,NV,MEQ,ASH,槽温,施工电压等 . 　　异常：库仑效率高,槽液的稳定性不良.可采用添加中和剂. 　　库仑效率低,泳透力降低,膜厚分布不均.可采用废弃超滤液或添加溶剂来调整.

库伦效率（CE）　　指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。库伦效率：通常用来衡量电泳涂料的上膜能力.　　表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/C），SEM要求大于30。　　影响库仑效率的因素：溶剂含量，NV，MEQ，ASH，槽温，施工电压等。　　异常：库仑效率高，槽液的稳定性不良。可采用添加中和剂。　　库仑效率低，泳透力降低，膜厚分布不均。可采用废弃超滤液或添加溶剂来调整。

放电时间比上充电时间。根据查询锌离子电池的计算公式得知，库伦效率是放电时间比上充电时间。锌离子电池是指实用原材料锌制作的可充电电池。具有安全、成本低、环保、资源丰富且电化学特性优异等优点。

电极材料导电性不好会影响首次库伦效率可以大于100%、全电池和半电池的情况不一样。全电池因为负极是不含锂的，库伦效率一般不会大于100%，如果是Li4Ti5O12，则有可能大于100%。半电池超过100%还是比较常见，因为负极的供锂相对于正极来说非常充足，如果正极是贫锂的，100%就是正常的。库伦效率（coulombicefficiency）指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。CE=Dischargecapacity/Chargecapacity。即放电比容量与充电比容量之比。

电极材料导电性不好会影响首次库伦效率可以大于100%、全电池和半电池的情况不一样。全电池因为负极是不含锂的，库伦效率一般不会大于100%，如果是Li4Ti5O12，则有可能大于100%。半电池超过100%还是比较常见，因为负极的供锂相对于正极来说非常充足，如果正极是贫锂的，100%就是正常的。库伦效率（coulombic efficiency）指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。CE= Discharge capacity/ Charge capacity。即放电比容量与充电比容量之比。

根据锂铜半电池库伦效率说明书参数：1、波长：即测试波长，1310nm在光纤中的平均损耗要比1550nm的要大一些。2、范围：即量程，推荐量程值为1.5倍光纤长度。3、脉冲：即脉冲宽度，根据实际情况进行选择。4、持续时间：推荐值60秒。5、IOR：即折射率，由光缆或光纤制造商提供。

、温度：温度对扩散的影响比较明显，一般情况，温度升高有助于锂离子扩散，也就是降低了迁移阻力，因此，锂离子的迁移速率会增大，这样很可能使首次库伦效率变高一些。2、SEI膜形成：SEI膜在产生过程中会消耗一部分带电锂离子，而负极反应过程其实就是一个在碳的层间结构中锂离子嵌入与脱出的一个过程，所以SEI膜的形成会降低负极首次循环效率。3、电解质分解：该反应将造成大量锂离子损失，降低充放电循过程中锂离子数量，进而导致材料首次库伦效率下降。4、可逆性差：可逆性较差的电极材料，会导致锂离子失活数量增多，从而减小库伦效率

违反能量守恒定律。库伦效率大于100%是不可能实现的，因为它会违反能量守恒定律。这意味着系统的输出能量大于输入能量，不符合自然规律。

为什么我制备的生物质碳首次库伦效率只有30在锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应，所以会形成一层SEI膜。第一，SEI膜对负极材料会产生保护作用，使材料结构不容易崩塌，增加电极材料的循环寿命。第二，SEI膜在产生过程中会消耗一部分锂离子，而负极反应过程其实就是一个在碳的层间结构中锂离子嵌入与脱出的一个过程。所以SEI膜的形成是会降低负极首次循环效率的。

全电池库伦效率等于放电时间比上充电时间。

是由于有机活性物质在水电解液中发生溶解或者分解造成的。锌离子电池由（ZIBs）于易于组装、成本低、环境友好，是储能系统的研究热点之一。

库伦效率，也叫充电效率，是指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比。即放电比容量与充电比容量之百分比。因为输入的电量往往不能全部用来将活性物质转换为充电态，而是有部分被消耗，(例如发生不可逆的副反应），因此库伦效率往往小于100%。以上供参考！

在锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应，所以会形成一层SEI膜。第一，SEI膜对负极材料会产生保护作用，使材料结构不容易崩塌，增加电极材料的循环寿命。第二，SEI膜在产生过程中会消耗一部分锂离子，而负极反应过程其实就是一个在碳的层间结构中锂离子嵌入与脱出的一个过程。所以SEI膜的形成是会降低负极首次循环效率的。第三，SEI膜并不只是在负极表面会产出，在正极表面也会产生，只不过影响比较小，我这里就不再另做解释了。另外首次循环效率是负极材料一个很重要的性能指标，首次效率越高越好。通过对负极材料包覆、球化、表面改性等方式，可以大大增加首次循环效率和循环寿命。