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正极预锂化的方法介绍

2023.3.29

正极预锂化通常采用化学合成法,在合成材料的过程中添加锂源,这种方法适合商业应用,但如何寻找稳定的锂源是现在要突破的方向。目前研究中主要有以下一些正极补锂的方法:

1)富锂添加剂用作预锂化试剂

正极预锂化截至目前并没有发现这种方法可以应用到其他材料的报道,所以实用价值不是很高。

如 Li2NiO2,Li2CuO2,Li2CoO2均可以作为的富锂添加剂,然而 Li2NiO2 在空气中的不稳定,其表面会与空气中的二氧化碳和水发生反应,生成碳酸锂和氢氧化锂。Li2CuO2,Li2CoO2在制备过程中的锂源通常为 LiOH 和 Li2CO3,LiOH 在空气中不稳定,而碳酸锂在电池制备过程中有气体产生,影 响 电 池 性 能。

2)二元锂化合物

此类正极补锂添加剂的补锂效果远高于富锂化合物,少量的此类添加剂就可以完成对电池首次不可逆容量损失的补偿。常用的 Li2O2, 和 Li3ON等。这些材 料 的 理 论 比 容 量 分 别Li2O 达 到 1168 mAh/g、1797mAh/g和2309 mAh/g。但是 Li2O2和Li2O 需要在4,77V(vs Li/Li+)的高压下活化才能进行预锂化,这可能会导致电解液发生分解。

3)逆转化反应的纳米复合材料

MxOy与熔融Li金属反应制备的 M/Li2O(M=Fe,Co,Ni,Mn等)纳米复合材料作为阴极预锂化试剂也被报道。M/Li2O纳米复合材料有着很高的理论比容量(如 Co/Li2O 为724mAh/g,Fe/Li2O 为799mAh/g,Mn/Li2O 为935mAh/g)。

这种材料虽然效果好,但是工艺复杂,成本高,难以工业化。


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