【會(huì)議報(bào)告】清陶能源：負(fù)極補(bǔ)鋰技術(shù)在固態(tài)電池中的應(yīng)用

中國(guó)粉體網(wǎng)蘇簡(jiǎn) 2024-08-26 08:17:54

鋰離子電池在化成過程中，負(fù)極SEI膜的形成會(huì)消耗大量活性鋰，特別是在添加部分高容量硅基負(fù)極材料的情況下，導(dǎo)致電池首周庫(kù)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(bǔ)充活性鋰是提高電池能量密度，提升壽命的有效手段。

補(bǔ)鋰也叫“預(yù)鋰化”，“預(yù)嵌鋰”，是在電池工作之前向電池內(nèi)部增加鋰來補(bǔ)充鋰離子。通過預(yù)鋰化對(duì)電極材料進(jìn)行補(bǔ)鋰，抵消不可逆鋰損耗，以提高電池的總?cè)萘亢湍芰棵芏取Ｄ壳耙褕?bào)道的補(bǔ)鋰的途徑很多，主要是負(fù)極補(bǔ)鋰和正極補(bǔ)鋰兩大類。

典型的正極補(bǔ)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(bǔ)充首次充放電的不可逆容量損失。目前，作為正極補(bǔ)鋰添加劑的材料主要有：富鋰化合物、基于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的納米復(fù)合材料和二元鋰化合物等。

負(fù)極補(bǔ)鋰即在負(fù)極中引入活性鋰，用于補(bǔ)償其因SEI膜生長(zhǎng)引起的容量損失。相對(duì)于正極補(bǔ)鋰，負(fù)極補(bǔ)鋰通常采用金屬鋰進(jìn)行補(bǔ)鋰，其對(duì)能量密度和循環(huán)性能提升更為顯著。負(fù)極補(bǔ)鋰工藝主要有鋰箔補(bǔ)鋰、鋰粉補(bǔ)鋰、化學(xué)補(bǔ)鋰、電化學(xué)鋰化等，其中鋰箔補(bǔ)鋰、鋰粉補(bǔ)鋰較為成熟，是目前常用的補(bǔ)鋰工藝。不過，由于金屬鋰粉的高反應(yīng)活性，目前仍存在較大安全問題，因此，相對(duì)而言鋰箔補(bǔ)鋰工藝較為安全。

負(fù)極鋰箔補(bǔ)鋰是最有希望量產(chǎn)應(yīng)用的方式之一，行業(yè)研究較多，能有效提升電池性能。但實(shí)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(fù)極補(bǔ)鋰時(shí)的產(chǎn)熱問題，性能提升和成本的平衡問題。

什么是鋰箔補(bǔ)鋰呢？鋰箔補(bǔ)鋰是利用自放電機(jī)理進(jìn)行補(bǔ)鋰的技術(shù)。金屬鋰的電位在所有電極材料中最低，由于電勢(shì)差的存在，當(dāng)負(fù)極材料與金屬鋰箔接觸時(shí)，電子自發(fā)地向負(fù)極移動(dòng)，伴隨著Li⁺在負(fù)極的嵌入。

上汽清陶能源科技有限公司經(jīng)過多年積累，將補(bǔ)鋰技術(shù)和固態(tài)技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)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(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動(dòng)車、儲(chǔ)能、特種應(yīng)用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái)，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，共同推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。屆時(shí)，上汽清陶能源科技有限公司副總工劉京亮將作題為《負(fù)極補(bǔ)鋰技術(shù)在固態(tài)電池中的應(yīng)用》的報(bào)告，報(bào)告主講人將介紹清陶能源補(bǔ)鋰和固態(tài)電池相結(jié)合的技術(shù)。