库仑效率与循环寿命
库仑效率(CE)是一圈里放电电荷除以充电电荷:
$$CE = \frac{Q_\text{放电}}{Q_\text{充电}} = \frac{Q_d}{Q_c}$$
理想、无副反应的电芯,放回的正好等于充进的,CE = 1。任何在充电时多计电荷、或在放电时少计电荷的过程,都会把 CE 压到 1 以下——负极 SEI 生长消耗活性锂、正极电解液氧化产生额外计数电荷,是两类典型来源。
0.01% 分辨率门槛
商用电芯 CE 通常在 99.9% 以上,有用信息落在小数点后第 3–4 位。CE 99.90% 每圈损失 0.10%,CE 99.99% 每圈损失 0.01%,相差 10 倍。要把这两只电芯分开,仪器的电流分辨率须达 1×10⁻⁴(0.01%)量级;准确度只有 ±0.05% 的普通设备把它们读成一样。跑到几百圈,这 10 倍的每圈差异拉开明显的容量保持率差距。
分解 CE:衰减与滑移
CE 把所有副反应叠加成一个数,还随温度、倍率、SOC 窗口漂移。它只说明"有副反应在发生",不区分是负极侧(活性锂损失)还是正极侧(自放电类滑移)。要指向具体改进方向,须把 CE 拆成 容量衰减与充电终点滑移。
每小时失配率 CIE/h
库仑非效率 CIE = 1 − CE。除以单圈时长得每小时速率 CIE/h = (1 − CE) / t_圈时。同样 CE = 99.95%,1C(约 1 h/圈)与 C/10(约 10 h/圈)算出的 CIE/h 相差 10 倍:由此区分副反应是随时间进行(每小时速率相近)还是随圈数进行(每圈相近),并识别如析锂等只在特定倍率下出现的机制。