日常生活中可能会用到的锂离子电池预锂化技术概况分析

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的锂离子电池，那么接下来让小编带领大家一起学习锂离子电池预锂化技术。

近年来，锂离子电池的预锂化技术期待着预锂化技术的发展方向。负极中锂的补充方法包括锂箔补充，锂粉补充，硅化锂粉和电解锂盐水溶液等。正极锂补充添加剂包括富锂化合物，基于转化反应的纳米复合材料和二元锂化合物。在锂离子电池的首次充电过程中，有机电解质将在负极（例如石墨）的表面上还原并分解，形成固态电解质相界面（SEI）膜，该膜会永久消耗大量的锂。正电极，导致第一个循环的库仑效率（ICE）出现偏差。降低了锂离子电池的容量和能量密度。
半电池的第一充电容量显着低于第一放电容量，这意味着在放电过程中锂离子到达石墨层之后，在随后的充电过程中不会将它们从石墨上脱嵌100％。在此期间消耗掉的锂离子在哪里消耗？相信有一定理论基础的人可以想到这个原因：当第一次将石墨半电池放电时，在锂离子嵌入石墨之前，他们首先会在石墨表面膜上形成SEI，即锂在随后的充电期间，SEI膜的离子不能返回到锂片的负极，导致石墨半电池的第一放电容量>第一充电容量。
使正极材料为半电池（正极材料为正极，金属锂片为负极）后，在充放电循环中，锂离子从正极析出并在负极析出。金属锂片（充电时）；在金属锂片失去电子后，它形成锂离子并穿过电解质，然后插入正极（放电期间）。常见的预锂化方法是负极锂的补充，例如锂箔补充锂，锂粉补充锂等，这是目前开发的关键预锂化工艺。此外，还有用于预锂化的硅化锂粉末和电解锂盐水溶液。

用锂箔补充锂是一种利用自放电机制补充锂的技术。在所有电极材料中，金属锂的电位最低。由于电势差的存在，当负极材料接触金属锂箔时，电子自发移动到负极，伴随着Li +插入负极。锡-碳负极与浸泡在电解质中180分钟的锂箔直接接触，以补充锂。通过半电池测试，补充锂后，锡碳的不可逆比容量从680mAh / g降至65mAh / g。负极构成一个完整的电池。在3.1-4.8V下以1.0C的速率测试的ICE接近100％，周期稳定，并且速率性能良好。
可以通过在电解池中电解Li2SO4水溶液将锂添加到硅中。牺牲电极是浸入Li2SO4中的铜线。无论使用锂箔，SLMP还是硅化锂粉末补充锂，都涉及使用金属锂。金属锂价格昂贵，活性高，难于处理以及用于保护的储存和运输成本高。尽管富含锂的化合物作为锂补充剂已经取得了一定的作用，但是第一个锂补充剂的作用仍然受到较低比容量的限制。由于大的充电/放电电压滞后，基于转化反应的纳米复合材料可以在电池的第一次充电过程中贡献大量的锂，并且在放电过程中不会发生锂嵌入反应。
与非常困难且高投入的负极锂补充剂相比，正极锂补充剂要简单得多。典型的正极锂补充剂是在混合正极的过程中添加少量的高容量材料。在充电过程中，Li +将从高容量材料中去除，以补充第一次充电和放电时不可逆的容量损失。当前，用作正极锂补充添加剂的材料主要包括：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。
比较两种补锂方法，负极补锂途径具有较高的补锂试剂容量（锂箔，锂粉和硅化锂粉），但操作复杂，对环境要求高；正极通过向正极中添加锂补充剂来补充锂，路线具有很高的安全性和稳定性，并且与现有电池生产工艺具有良好的兼容性。今后，负极用锂补充技术的研究应着眼于提高其在电池制造过程中的稳定性，并开发与工业生产和简单工艺兼容的技术方法。对于积极的锂补充剂，应着眼于高锂补充剂能力，小用量和补充剂的开发。锂后残留量少的添加剂体系。

相信通过阅读上面的内容，大家对锂离子电池预锂化技术有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。