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什么是预锂化

锂电池的主要工艺流程主要涵盖三个阶段，即前端的制浆，中端的卷绕注液和后端的化成封装。在化成工艺中，锂电池需要进行低倍率（通常为0.05C~0.1C）充放电，在此期间，电池的放电容量会略低于其充电容量，这两个容量的比值被称为电池的首次循环效率。对于半电池来说，正极材料中通常磷酸铁锂系首效一般为95~97%，三元系首效一般为85~88%，负极材料石墨系通常为93~95%，硅碳系85%左右，硅氧系仅为80%左右。正极的影响在于晶格畸变导致锂离子无法嵌入，而负极的影响则主要集中在表面SEI膜的形成对锂离子的消耗较大。

首效降低直接意味着可逆容量的损失，因此科研人员在补偿可逆容量这一问题上提出的预锂化技术。顾名思义，预锂化技术是通过对电极材料预先加入额外的锂源，以补偿化成过程中消耗的锂离子，从而提高总体容量及能量密度。

现有预锂化技术简介

补锂技术分为正极补锂和负极补锂两种，正极补锂是在配浆过程中加入少量高含锂材料，在化成工艺中锂离子脱出而不嵌入，为化成工艺提供额外的锂离子，具体包括富锂化合物（高含锂多元化合物，以Li2NiO2为代表）、纳米复合材料（过渡金属和二元锂化合物，以Fe/LiF、Co/Li2S为代表）以及二元锂化物（无残留二元锂化物，以Li2O2、Li3N为代表）。负极补锂方式与正极类似，具体包括锂箔、稳定化锂金属、硅化锂和电解含锂溶液。

对比两种补锂方法，负极补锂路线补锂试剂的(锂箔、锂粉和硅化锂粉) 容量高，但操作复杂、对环境要求高; 通过在正极中添加补锂添加剂的正极补锂路线胜在安全稳定性高，与现有电池生产工艺兼容性好。未来负极补锂技术的研究应着重改进其在电池制造过程中的稳定性，开发与工业化生产相兼容且工艺简单的技术方案; 正极补锂则应着重开发补锂容量高，使用量小，补锂后残余量小的添加剂体系。

预锂化市场广阔

目前的预锂化技术中，补锂原料的加入量通常为浆料的5%wt左右，而且正极和负极都需要用到。按照汽车动力锂离子电池产业创新联盟秘书长许艳华在汽车动力锂离子电池产业创新联盟2021年度会议上的报告，2021年动力锂离子电池出货量预计达120亿瓦时，比2020年63.6亿瓦时接近翻一倍，2025年达到350亿瓦时。而锂电池生产成本约为0.6~0.7元/wh，2021年锂电池市场整体约72~84亿元。目前的补锂技术可以有效提高电池容量5~10%，意味着这个市场空间约为5~8亿元。

新型预锂化技术改变产业格局

一种锂电池新型预锂化技术。其技术优势如下：

1、补锂容量高，对比现有技术可降低原料用量5~10%。

2、安全性高，原料中不含金属锂粉，不会发生燃烧爆炸的危险。

3、无残留，原料在化成结束后不会有残留物对电池性能造成影响。

4、使用方便，本技术可以完美兼容现有制浆和化成技术，可以直接在现有工艺基础上进行改进。

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