华科孙永明AEM: 锂离子电池预锂化实际应用的前景和挑战

为了满足储能应用日益增长的需求，非常需要进一步提高锂离子电池的能量密度。由于在负极表面形成固体电解质界面（SEI），初始充电过程中的活性锂损失显著降低了锂离子电池的容量和能量密度，尤其是高能量密度电池中的硅基负极。为了解决这个问题，为电池提供额外活性锂的预锂化是被广泛接受的最有前途的策略之一。

在此，华中科技大学孙永明教授等人综述了预锂化的关键参数以及与预锂化本身相关的挑战/问题，而不是单独列举单个预锂化方法。主要内容包括：可承载的锂离子容量/预锂化效率、具有化学和环境稳定性的预锂化材料/试剂、预锂化的安全隐患、预锂化过程中的残留物和副反应（如气体逸出）、对电化学性能的潜在影响（如预锂化引入的惰性材料/残留物）以及预锂化的工业兼容性和可扩展性。

图1. 电池预锂化的材料、方法和关键参数

然而，文献主要讨论材料设计/加工以获得明显优异的电化学性能，许多重要参数经常被忽视，这些参数对于电池行业的实际适用性至关重要。因此本综述还说明了这些重要参数/问题的典型示例，提供了解决这些问题的有关材料/试剂的合理设计和处理的见解，并为在工业应用成功实现预锂化提供了借鉴。

图2. 预锂化对电化学性能的潜在影响

Promises and Challenges of the Practical Implementation of Prelithiation in Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials. 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101565

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