【行业】动力电池-铁酸锂目前为经济性最优选择(29页)

锂离子电池的首次充放电阶段,在负极材料的界面会形成主要成分为锂盐的固态电解质界面(Solid Electrolyte Interface,简称 SEI)。形成 SEI膜是一个不可逆的过程,活性锂永久损失造成电首次循环的库伦效率(ICE)降低。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。

绝大部分锂离子电池都面临 SEI 膜形成的问题,但程度不同。锂电池负极材料种类主要包括三类:嵌入脱出负极材料如商用石墨等、转化型负极材料、合金负极材料;而这三类负极材料都会面临 SEI 膜形成的问题,活性锂损失导致 ICE 下降。目前商用石墨为主流负极材料,但其比容量已接近极限。根据水桶的短板效应,过去提升锂电池能量密度的研究方向主要在于正极材料,但正极材料尤其是高镍三元能量密度大幅提升后,重点转向了负极材料;目前石墨负极比容量已接近极限,比容量为石墨 10 倍的硅材料被认为是理想替代品。

预补锂技术主要分为两种:正极预锂化和负极预锂化。负极预锂化即在负极中引入活性锂,用于补偿其因 SEI 生长引起的容量损失;主要有化学法、电化学法等预锂化技术路线。正极预锂化是在正极预先加入活性锂可以向负极释放锂离子,补充首次充放电过程中的不可逆容量,主要有添加剂、过度锂化正极材料等方法。

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