在锂离子电池制造过程中，普遍存在一个问题：电池首次充电过程中，有机电解液在石墨等负极材料的表面进行还原分解，形成一层固态电解质界面膜（SEI），而这个SEI膜的形成会造成正极中锂的消耗，这个过程是不可逆转的，同时SEI膜的形成及消耗都需要消耗正极中的锂，造成了首次循环的库伦效率偏低，降低了锂离子电池的容量及能量密度。

因此，在锂离子电池工作之前，向电芯中掺入牺牲性添加剂等预锂化（也就是“补锂”）技术路线应运而生。通过在锂离子电池工作之前向电极材料中添加少量的锂源，来弥补电池充放电过程中消耗的锂，从而提高电池的容量和能量密度。

（A）首次容量衰减对电池循环容量影响的示意图；（B）补锂技术提高电池循环容量的示意图

预锂化技术的作用

当前的预锂化技术主要分为正极补锂和负极补锂。

负极补锂的方式包括锂箔补锂、锂粉补锂、硅化锂粉补锂和电解锂盐水溶液补锂等。目前负极补锂仍然受限于电池制造工艺上的几大难题：金属锂的使用与生产环境、常规溶剂、粘结剂以及热处理过程等不兼容，使得负极的补锂之路荆棘丛生。不过，目前石墨负极比容量已接近极限，比容量为石墨10倍的硅材料已逐渐推广应用，高端动力电池尤其是以硅基作为负极的动力电池，在使用时容易出现大体积形变导致SEI膜的破坏和重复生成，导致首次库伦效率的降低和活性锂离子的损耗，这种损耗远高于石墨负极，因此补锂成为必然。

与难度大、高投入的负极补锂相比，正极补锂简便得多：典型的正极补锂是在正极合浆过程中添加少量高容量材料，在充电过程中，Li⁺从高容量材料中脱出，补充首次充放电的不可逆容量损失。正极补锂因高安全性、无需改变现有电池生产工艺而最具有工业应用前景。目前，作为正极补锂添加剂的材料主要有：富锂化合物、基于转化反应的纳米复合材料和二元锂化合物等。

常见的预锂化方式

高容量需求推动下，国内厂商纷纷布局预锂化技术，补锂剂搭配材料体系的工业化已纷纷在推动量产，例如随着新工艺和新技术的推动，鹏辉能源的预锂化锂离子电池目前可以实现低成本批量化生产。

在即将到来的2022年11月24-26日与珠海举办的“2022年全国新能源粉体材料暨增效辅材创新发展论坛（第二届）”，粉体圈邀请了广州鹏辉能源科技股份有限公司的研究员副院长张贵萍博士，现场分享报告“预锂化锂离子电池先进技术与发展趋势”，报告将介绍鹏辉能源开发的预锂化锂离子电池试验情况及其优势和应用前景。目前其开发的预锂化硅氧材料，可以使用水系粘合剂制浆涂布。在正极材料通过预锂化工艺可以提高正极材料的克容量10mAh，对磷酸铁锂体系能量密度提升具有重要作用。如果您对相关内容感兴趣，请千万不要错过！

报告人简介

张贵萍，博士学位，教授级高工，申请了国内外专利80多项，发表论文二十多篇，参与完成多项国家标准制定，完成多项重大军工项目，研制并批量生产了高能量密度锂离子电池(350Wh/kg)以及低成本钠离子电池。

珠海新能源论坛会务组

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