【会议报告】清陶能源：负极补锂技术在固态电池中的应用

锂离子电池在化成过程中，负极SEI膜的形成会消耗大量活性锂，特别是在添加部分高容量硅基负极材料的情况下，导致电池首周库仑效率和电池容量低。活性锂的损失也是造成电池容量衰减的主要因素之一。补充活性锂是提高电池能量密度，提升寿命的有效手段。

补锂也叫“预锂化”，“预嵌锂”，是在电池工作之前向电池内部增加锂来补充锂离子。通过预锂化对电极材料进行补锂，抵消不可逆锂损耗，以提高电池的总容量和能量密度。目前已报道的补锂的途径很多，主要是负极补锂和正极补锂两大类。

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。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。

负极补锂即在负极中引入活性锂，用于补偿其因SEI膜生长引起的容量损失。相对于正极补锂，负极补锂通常采用金属锂进行补锂，其对能量密度和循环性能提升更为显著。负极补锂工艺主要有锂箔补锂、锂粉补锂、化学补锂、电化学锂化等，其中锂箔补锂、锂粉补锂较为成熟，是目前常用的补锂工艺。不过，由于金属锂粉的高反应活性，目前仍存在较大安全问题，因此，相对而言锂箔补锂工艺较为安全。

负极锂箔补锂是最有希望量产应用的方式之一，行业研究较多，能有效提升电池性能。但实际使用过程中也面临一些问题，例如，如何制备超薄锂箔以匹配倍率型电池的需求，如何解决高硅负极补锂时的产热问题，性能提升和成本的平衡问题。

什么是锂箔补锂呢？锂箔补锂是利用自放电机理进行补锂的技术。金属锂的电位在所有电极材料中最低，由于电势差的存在，当负极材料与金属锂箔接触时，电子自发地向负极移动，伴随着Li⁺在负极的嵌入。

上汽清陶能源科技有限公司经过多年积累，将补锂技术和固态技术相结合，应用于高镍-高硅电池、锰系正极电池和磷酸铁锂电池等，都取得了非常好的效果，电池能量密度和寿命得到明显改善。

针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于2024年9月5-6日在常州举办第六届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。届时，上汽清陶能源科技有限公司副总工刘京亮将作题为《负极补锂技术在固态电池中的应用》的报告，报告主讲人将介绍清陶能源补锂和固态电池相结合的技术。

专家简介：

刘京亮，2012年北京科技大学硕士毕业；2016年加入上汽清陶能源科技有限公司，现任电芯研发副总工。

参考来源：

锂离子电池正负极补锂技术.锂电联盟会长

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