锂电池的库伦效率是衡量电池能量转化效率的核心指标，其定义、影响因素及应用现状如下：

一、定义与计算

库伦效率（Coulombic Efficiency）指电池放电容量与同循环过程中充电容量的比值，通常以百分比表示。例如，充电1000mAh实际放电900mAh时，库伦效率为90%。

二、影响因素

1. 温度

   • 低温（-20℃）：库伦效率可能降至85%（因离子运动受阻）；

   • 高温（45℃以上）：副反应加剧，效率低于95%；

   • 慢充（0.5C以下）：效率可提升至98%以上。

2. 电极材料

   • 正极：磷酸铁锂（LFP）约99%，三元材料（NCM）约99.5%；

   • 负极：硅碳负极约98%，石墨负极超99%。

3. SEI膜与电解质

   • SEI膜形成会消耗锂离子，降低首次循环效率；

   • 固态电解质（如硫化物）可减少副反应，效率接近100%。

4. 充放电速率

   • 快充（4C以上）：因极化现象效率下降至90%；

   • 慢充（0.5C以下）：效率提升至98%以上。

三、应用现状

• 全电池 ：效率通常≤100%，因负极不含锂；

• 半电池 ：效率可超100%，如正极贫锂时；

• 首次库伦效率（ICE） ：商业化石墨负极约90%，是衡量电池性能的重要指标。

四、总结

库伦效率受多种因素综合影响，通过优化材料、控制温度及充放电速率可显著提升电池性能。当前主流锂电池效率已接近理论极限，但仍有提升空间。