正极预锂化添加剂用于锂离子电池的研究进展

作     者：武美玲 牛磊 李世友 赵冬妮 WU Meiling;NIU Lei;LI Shiyou;ZHAO Dongni

作者机构：兰州理工大学石油化工学院 甘肃省低碳能源化工重点实验室甘肃兰州730050 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第3期

页      面：759-769页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：兰州市人才创新创业项目(2022-RC-28) 甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-18) 

主　　题：锂离子电池 固态电解质界面膜 补锂技术 正极补锂 首次库仑效率 

摘      要：锂离子电池因其能量密度高和循环寿命长等优点,在电子产品和电动汽车等领域被广泛应用。然而,锂离子电池首次充放电过程中负极表面固态电解质界面(SEI)膜的形成会永久地消耗正极材料中的活性锂,造成不可逆的容量损失,进而降低电池首次库仑效率。已有的研究表明,预锂化技术可使电池首次库仑效率得到有效提高。在众多预锂化技术中,正极添加剂预锂化具有工艺简单、价格低廉和安全性高等优点,因此具有较为广阔的应用前景。鉴于此,本综述介绍了三类正极预锂化添加剂:三元富锂化合物、二元锂化合物和基于逆转化反应的纳米复合材料的基本工作原理和限制其发展的关键科学问题,着重归纳了近年来在预锂化添加剂材料性能优化,储能机理研究方面的研究进展和亟待解决的问题,指出了补锂添加剂在补偿首次容量损失方面的重要性,并对该方法的发展进行了展望。本文在总结当前研究进展的基础上,对正极预锂化添加剂未来的研究思路和发展方向进行了展望,提出了进一步研究预锂化添加剂的合成条件和改性策略,在不以容量牺牲为代价的前提下提升补锂添加剂的环境稳定性或开发一种新型的电解液添加剂,解决预锂化添加剂首次循环时残留物或产气对电池长循环性能的影响。这些策略有望进一步推动力离子电池的发展。