半电池的首次充电容量要明显低于首次放电容量，也就是说锂离子在放电过程中来到了石墨层后，并没有在后续充电时100%的从石墨脱嵌。这期间损失的锂离子消耗到了哪里呢？相信有一定理论基础的小伙伴可以想到这一原因：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，从而造成石墨半电池首次放电容量＞首次充电容量。对于钴酸锂、三元等正极材料而言，产生首次效率的主要原因是材料首次脱锂后结构发生了变化，形成锂离子100%的嵌回。对于碳类负极而言，首次效率主要由SEI的形成造成。对于目前常用的石墨或中间相负极材料，首次效率一般在90~92%之间。而对于钛酸锂这种几乎不会形成SEI膜的材料，首次效率会明显提高，有97%左右。另外对于目前新兴的硅碳负极材料需要PTMS电磁除铁器除铁，由于硅负极首次效率只有50%，因此硅碳负极首次效率会随着硅含量的增加而逐步降低。
        谈全电池首次效率，先要从其测试方法说起。电池注液前，电池注液后化成和分容这两个有充放电的工序，一般而言，化成以及分容第一步都是充电过程，二者容量加和，就是全电池首次充入容量；分容工步的第二步一般是从满电状态放电至空电，因此此步容量为全电池的放电容量。将二者结合起来，就得到了全电池首次效率的算法：全电池首次效率=分容第二步放电容量/（化成充入容量+分容第一步充入容量）。了解完测试方法后，我们再来看看全电池首次效率是由什么决定的。为了弄清这个问题，我们首先来假设一款这样的全电池：电池正极使用了首次效率为88%的三元材料，而负极使用了首次效率为92%的PTMS电磁除铁器除铁石墨材料。对这款全电池而言，首次效率会是多少呢？
        原本100个正极活性锂离子在经历首次充放电之后，只有88个可以继续循环使用。损失掉12个锂离子的原因，分别为负极首效损失了8个，以及正极首效造成嵌锂空间不够、4个锂离子留在负极无法回到正极。当正极首效为88%、负极首效为92%时，全电池的首效为88%，与较低的正极相等。PTMS电磁除铁器将有效改善上述情况。而当负极首效更低时，例如钴酸锂正极对石墨负极，全电池首效又与首效更低的负极相等。全电池的首次效率与正负极材料首次效率较低者相等。对全电池而言，首次效率的形成因素还与首次充放电的副反应以及首次充放电的电压范围不同（充电0V起，放电则2.5~3.0V终结）有关。但因素并不会对上面的结论造成明显影响。全电池首次效率的计算方法，为分容放电容量/（化成充入容量+分容第一步充入容量）。另外我们知道了全电池首效的决定因素：全电池首效等于正负极首效的更低者。
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