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鋰電池設計乾貨1000字詳解-----------N/P比
N/P比的定義
在電池容量設計中，一個重要的標準就是負極必須比正極具有更大的可逆容量。儘管負極容量更小時，電池可能有有一些優勢，比如電池容量大，但是，充電過程中可能會出現鋰在負極表面沉積產生枝晶導致安全問題。所謂的N/P比其實也有另外一種說法叫CB（cell Balance）
計算方法為N/P=單位面積負極容量/單位面積正極容量。
影響N/P比的因素
正常情況下N/P比由以下條件決定：
1、活性材料的首次效率
2、塗布精度
3、正負極循環的衰減速率
N/P比對倍率性能的影響
為了研究正負極匹配與電解液與電池倍率性能的影響，保持正極活性物質不變，選取負極/正極N/P=0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 進行組裝電池，由下圖可見按照0.2C電流放電，正負極容量分別為421mAh，444mAh，454mAh，479mAh，502mAh，明顯當N/P=0.8時，容量最低，N/P=1.8時，容量最高。但是N/P=0.8時，放電電壓平臺最高。
繼續按照實驗設計當逐漸提高放電倍率，對電池進行1C，3C和5C放電
倍率為1C時明顯當N/P=0.8時，容量最低，N/P=1.6時，容量最高。但是N/P=0.8，放電電壓平臺最高。
倍率為3C時明顯當N/P=0.8時，容量最低，N/P=1.6時，容量最高。但是N/P=1.2，放電電壓平臺最高。
倍率為5C時明顯當N/P=0.8時，容量最低，N/P=1.6時，容量最高。但是當N/P=1.2，電池也具有較高的容量，放電電壓平臺最高。
綜上可知，當隨著放電倍率的升高，電化學極化越來越大，放電電壓平臺降低，在較高的放電倍率下，N/P比=1.2時候電壓平臺最高，同時也具有較高的容量。
N/P比對電池循環性能的影響
同樣也是選取不同N/P比=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 經過125次1C/1C循環後電池的容量保持率如下圖所示，明顯當N/P=1.0容量保持率最低，當N/P=1.8容量保持率最高，容量保持率隨著N/P比的增大而增大。
N/P比對電池阻抗的影響
按照實驗進行N/P比=0.8,1.2,1.6,1.8時候，電池SOC=50%，組裝電池測試電池的EIS如下所示
由圖可知，當N/P比=0.8時，小半圓的半徑最大，N/P比=1.6時候小半圓半徑最小，從小到大排列順序為：R0.8＞R1.0＞R1.8＞R1.2＞R1.6 說明在保持正極容量不變的情況下，隨著負極容量的增加，電極表面SEI膜阻抗先減小後增大，當N/P比=1.2和1.6的時候R最小。
個人認為NP比從實際生產，電池倍率，電池循環，電池安全，電池阻抗綜合看來NP比值選取在1.1~1.5之間是最切合實際的電芯設計參數，但是由於電池材料體系比較複雜，又有著各種複雜的運用方式，以理論與實際經驗相結合才能設計出最好的中國芯！
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