锂电池概述 锂

著者：Iflowpower – Portable Power Station Supplier

为了解决这个问题，人们进行了前石化技术的研究。 通过对电极材料进行预锂化，抵消了SEI膜形成造成的不可逆锂损失，提高了电池的总容量和能量密度。 I.

负极锂电技术常见的预锂化方法是负极锂化，比如锂箔、锂粉补充物等等，是一种预先开发的预开发。 此外，还有采用硅化锂粉与电解锂盐溶液进行预锂化的技术。

1.锂箔补偿 锂箔补偿是利用锂自放电机理的一种技术。 金属锂的电位是所有电极材料中最低的，当电极材料与金属锂箔接触时，电子会向负极移动，同时负极中会伴随着Li+。 将电解液加入到不锈钢基底上生长的硅纳米线负极上，然后与锂金属箔直接接触。

对加锂后的负极进行测试，发现无锂的开路电压为1.55V，在0.01到1.

00V下第一个0.1c放电锂比容量为3800mAh/g；解除硅纳米线电压0.25V后，第一个香位为1600mAh/g。

锡碳负极与被电解液浸润的锂箔直接接触。 用半电池测试，锂化后锡碳的不可逆对比容量由680mAh/g降至65mAh/g。 负极构成整个电池，在3进行ICE测试。

1至4.8V在3.1至4时接近100％。

8V，且循环稳定，放大性能较好。 虽然直接与锂箔接触也可以实现负极预锂化，但是预锂化的程度不易精确控制。 锂化不充分，无法提高ICE；而且锂化过度，可能会在负极表面形成金属锂涂层。

ZYCAO等人为提高锂箔负极的安全性，设计了活性材料/聚合物/锂金属三层结构负极，可以在周围空气中保持稳定，足以进行负极处理。

其三层结构为：锂层上包覆有聚甲基丙烯酸甲酯保护层，锂层上采用铜箔上电化学沉积金属锂层形成活性物质层。 2.稳定化锂金属粉（SLMP）锂粉补充剂由福美来提出，研制的SLMP容量高达3600mAh/g，表面覆盖有2%~5%碳酸锂，可在干燥环境下使用。 使用。

将SLMP应用于负极预锂化，有两种方式：添加，或者直接添加到负极表面。 常规负极材料，采用PVDF/NMP或SBR+CMC/去离子水体系，但SLMP与极性溶剂不相容，只能与非极性溶剂如己烷、甲苯相容，因此不能在常规制浆过程中直接添加。 采用SBR-PVDF /甲苯体系，SLMP可以直接混合在石墨电极浆料中。

SLMP 预锂化后，在 0.01 至 1.00 V 时，0.

05c时，电池的ICE从90.6%提升至96.2%。

将SLMP直接负载到干燥的负片面上比干燥过程更简单。 采用硅碳纳米管负极材料预锂化碳纳米管负极，将质量分数为3％SlMP/甲苯溶液滴在硅碳纳米管表面，经甲苯溶剂溶解、压片、活化后。 预锂化后负极第一次不可逆容量降低了20%~40%。

3.硅化锂粉纳米硅粉粒径小，更利于在负极中的分散。 另外它处于膨胀状态，循环中的体积变化不会影响整个电极的结构。 目前对硅化锂锂粉补充研究较少，仅有J.

赵等 半电池系统以0.01至1充电。

在0.01至1.00V时充电电压为1.00V，添加15%硅化物粉后，硅负极的ICE由76%提高到94%；添加9%硅化物锂粉中间碳微球由75%提高到99%；添加7%硅化物锂粉石墨负极ICE由87%提高到99%。

4 电解锂盐溶液制备锂，无论是使用锂箔，SLMP还是硅化锂粉来支撑锂，。 高金属锂价格高、活性大、操作困难，储存和运输需要高成本保障。 如果锂电工艺不涉及金属锂，则可节省成本，提高安全性能。

硅的脱锂可采用电解池中电解Li2SO4水溶液的方式进行，将牺牲电极浸入Li2SO4中的铜丝中，其锂化反应如公式（1）所示：二、正极补强技术的典型正极材料是在正极补强过程中加入少量的高容量材料。 在充电过程中，Li+从高容量材料中脱离，补充了首次充放电的不可逆容量损失。 目前作为正极锂添加剂的材料主要有：锂化合物、纳米复合材料、基于转化反应的二元锂化合物等。

1锂化合物采用锂材料Li1+XNi0.5Mn1.5O4来补偿Si-C|lini0.4造成的不可逆容量损失。

5Mn1.5O4全电池。 采用混合正极的电池的容量保持率为75%。

33c 在 3.00 至 4.78V，而电池使用纯线性。

5mn1.5O4正极仅为51%。 Li2NiO2也可作为正极补充锂添加剂，但在空气中的稳定性较差。

铝可以用于改性Li2NiO2，合成了空气包覆的Li2NiO2材料，锂离子充电效果优异。 2 基于相变反应的纳米复合材料虽然锂化合物作为锂锂添加剂取得了一定的效果，但是首次锂化效应仍然局限于较低的比容量。 基于转化反应的纳米复合材料，可以在电池使用过程中，在电池的第一次充电过程中贡献大量的锂，而在放电过程中不会发生锂反应。

韋姆 孙等

研究了M/氧化锂、M/氟、M/硫化（M=Co、Ni和Fe）作为正极锂添加剂。 通过合成的纳米钴/氧化锂复合材料在50 mA/g下的放电比为4.1～2。

5V循环，首次充电比为619mAh/g，放电比仅为10mAh/g；在环境空气中暴露8h后，脱锂比仅比初始值减少了51mAh/g，而2D之后，失水比仍为418mAh/g，具有良好的环境稳定性，可以兼容商业化电池的生产工艺。 氟化锂锂含量高，稳定性好，是一种潜在的正极补强型锂材料。 采用转化反应制备的m/LIF纳米材料，可以克服LIF电导率低、离子指南、电化学分解电位高、分解产物有害等问题，使氟化锂成为一种优越的正极分解添加剂。

硫化锂的理论容量达到1166mAh/g，但作为锂离子电池的添加剂，还存在兼容性、绝缘性、环境稳定性等诸多问题需要解决。 虽然具有较高的锂离子容量，但是基于转化反应的纳米复合材料中残留有无活性的金属氧化物、氟化物、硫化物等，降低了电池的能量密度。

3.二元锂化合物理论容量比二元锂化合物高得多。 Li2O2、Li2O、Li3N的理论比容量分别达到1168mAh/g、1797mAh/g、2309mAh/g，而且只需要少量的添加，就能达到类似锂效应。 理论上这些材料脱锂之后的残留物是O2、N2等。

，可在电池中的SEI膜形成过程中排出气体。 将商业化的Li3N研磨成粒径1~5μm的粉末，作为锂添加剂使用。 在半电池体系下，添加1%LiCoO2电极和2%Li3N，首次充电比容量为0。

3.0 至 4.2V 时 1c 为 167。

6mAh/g和178.4mAh/g，纯LiicoO2分别上升了18.0mAh/G、28.

7毫安时/克。 将商业Li2O2与NCM混合，补偿石墨负极首次充电过程中的锂损失。 混合电极中的NCM起到活性材料和催化剂的双重作用。

为了有效催化Li2O2的分解，在正极得到的NCM中添加1%球磨6小时。 整个电池为2.75～4。

60V充放电，0.3c可逆比165.4mAh/g，超过20。

5%墨粉|NCM全电池。 试验表明，Li2O2分解放出的氧气消耗了电池中有限的Li+，导致加入Li2O2后电池总容量衰减明显，但放出气体后，容量可以恢复。 实际生产过程中电池的第一次充电是在开放体系中进行的，在密封之前进行放电以形成SEI膜和一些副反应，这样可以降低O2释放的影响。

三、结论与展望对比两种锂电方法，负极锂电试剂（锂箔、锂粉、及硅化锂锂粉）容量高，但操作复杂，环保要求高；在正极中添加锂添加剂的正极锂电安全稳定性高，与现有电池生产工艺兼容性好。 未来负极材料锂离子技术的研究应着重于电池的稳定性、开发和工业化生产以及简便的技术方案；正极材料锂离子电池则应着重于高血锂容量、小体积利用率的开发。 锂残留量少的添加剂体系。

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