2)锂粉补锂:滴乳液技术是合成稳定锂粉非常有效的方法,其原理如图所示,使用滴乳液技术在锂粉的表面包覆了一层稳定层,该稳定层的成分为碳酸锂和氟化锂,结果表明含该稳定层的锂粉不仅可以提高锂负极的循环寿命,且可以有效抑制锂枝晶的形成。稳定金属锂粉SLMP(stabilizedlithium metalpowder)是由FMC公司生产的一款商业产品,其具有核壳结构,由97% 的锂和3% 碳酸锂包覆层组成。该碳酸锂保护层均匀包覆在锂粉的表面,可阻止锂粉的不良副反应,使SLMP在干燥的环境中就可以使用,而不必在惰性气氛下。SLMP具有高达3600 mA·h/g 的比容量,将其用于负极补锂不仅可以提高锂离子电池的容量,且可以提高其首周库容效率和循环寿命。
3)电化学补锂:在现有锂离子电化学体系中,通过引入金属锂与负极组成对电极,控制电化学充放电深度即可完成负极极片预锂化。电化学预锂化按照实施方法可以分为非原位和原位电化学预锂化。如图a所示常规非原位电化学预锂化过程,先将需要预锂化的负极极片与金属锂组装半电池,经过特定充放电循环之后,负极片达到设定预锂化水平,之后将预锂化的负极片与新的正极极片组装成电池;为简化非原位电化学锂化方法中拆解、重新组装电池的过程,逐步开发了原位电化学锂化方法。如图5b所示,原位电化学锂化方法需要对锂离子电池进行重新设计,在组装过程中预先添加金属锂作为第三极,将负极与金属电极作为对电极进行放电,即可实现对负极原位补锂。首先将硬碳负极与金属锂电极作为对电极进行放电为硬碳负极补锂,之后NCM正极与补锂硬碳负极组成电化学体系进行充放电工作。
4)正极补锂:正极补锂材料可以直接在正极浆料的匀浆过程中添加,无需额外的工艺改进且成本较低,因而更加适合现在的锂离子电池制造工艺,被誉为最有前景的补锂技术。从应用的角度来讲,完美的正极补锂材料需满足以下4点要求: ①正极补锂材料的不可逆脱锂过程应处于正极的工作电压范围内,即其脱锂电位低于正极材料的电压上限,嵌锂电位低于正极材料的电压下限; ②补锂材料应展现出足够高的比能量和体积能量密度,通常不可逆容量大于350 mA·h/g以满足高效的预锂化 ③;正极补锂材料应与现在通用的制作工艺和电池体系相兼容,在极片制作时与NMP、黏结剂等不反应,在循环过程中与电解液无不良副反应,首周循环后其分解产物不影响电池循环; ④正极补锂材料具有良好的环境稳定性,在空气或较干燥的环境下能够保持稳定。
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