【會議報告】清陶能源：負極補鋰技術在固態電池中的應用

中國粉體網蘇簡 2024-08-26 08:17:54

鋰離子電池在化成過程中，負極SEI膜的形成會消耗大量活性鋰，特別是在添加部分高容量硅基負極材料的情況下，導致電池首周庫侖效率和電池容量低。活性鋰的損失也是造成電池容量衰減的主要因素之一。補充活性鋰是提高電池能量密度，提升壽命的有效手段。

補鋰也叫“預鋰化”，“預嵌鋰”，是在電池工作之前向電池內部增加鋰來補充鋰離子。通過預鋰化對電極材料進行補鋰，抵消不可逆鋰損耗，以提高電池的總容量和能量密度。目前已報道的補鋰的途徑很多，主要是負極補鋰和正極補鋰兩大類。

典型的正極補鋰是在正極合漿過程中添加少量高容量材料，在充電過程中，Li⁺從高容量材料中脫出，補充首次充放電的不可逆容量損失。目前，作為正極補鋰添加劑的材料主要有：富鋰化合物、基于轉化反應的納米復合材料和二元鋰化合物等。

負極補鋰即在負極中引入活性鋰，用于補償其因SEI膜生長引起的容量損失。相對于正極補鋰，負極補鋰通常采用金屬鋰進行補鋰，其對能量密度和循環性能提升更為顯著。負極補鋰工藝主要有鋰箔補鋰、鋰粉補鋰、化學補鋰、電化學鋰化等，其中鋰箔補鋰、鋰粉補鋰較為成熟，是目前常用的補鋰工藝。不過，由于金屬鋰粉的高反應活性，目前仍存在較大安全問題，因此，相對而言鋰箔補鋰工藝較為安全。

負極鋰箔補鋰是最有希望量產應用的方式之一，行業研究較多，能有效提升電池性能。但實際使用過程中也面臨一些問題，例如，如何制備超薄鋰箔以匹配倍率型電池的需求，如何解決高硅負極補鋰時的產熱問題，性能提升和成本的平衡問題。

什么是鋰箔補鋰呢？鋰箔補鋰是利用自放電機理進行補鋰的技術。金屬鋰的電位在所有電極材料中最低，由于電勢差的存在，當負極材料與金屬鋰箔接觸時，電子自發地向負極移動，伴隨著Li⁺在負極的嵌入。

上汽清陶能源科技有限公司經過多年積累，將補鋰技術和固態技術相結合，應用于高鎳-高硅電池、錳系正極電池和磷酸鐵鋰電池等，都取得了非常好的效果，電池能量密度和壽命得到明顯改善。

針對固態電池相關的技術、材料、市場及產業等方面的問題，中國粉體網將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態電池關鍵材料技術大會。為致力于固態電池技術開發的企業，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。屆時，上汽清陶能源科技有限公司副總工劉京亮將作題為《負極補鋰技術在固態電池中的應用》的報告，報告主講人將介紹清陶能源補鋰和固態電池相結合的技術。