告訴大家預(yù)鋰的重要方法，而我只見過一種，就是負(fù)極噴霧法鋰粉法。

1.預(yù)轉(zhuǎn)換負(fù)極

我們可以把負(fù)電極變成一個(gè)單一的形式，然后組裝它與正極后，負(fù)極形成SEI膜。這樣可以防止鋰離子在正極中的損耗，并且可以大大提高電池的第一效率和容量，如圖所示:

陰極板和鋰板浸泡在電解液中，通過外部電路連接充電。這就保證了在形成過程中消耗的鋰離子來自于鋰金屬薄片，而不是正極。負(fù)極板成形后，將再次與正極板組裝。電池不要重新形成，所以正極的鋰離子不會(huì)因?yàn)樨?fù)極形成的SEI膜而丟失，容量會(huì)顯著新增。

這種預(yù)鋰法的優(yōu)點(diǎn)是可以最大限度地模擬正規(guī)化過程，保證SEI膜的形成效果與全電池的形成效果相似。然而，這兩種工藝操作起來都很困難:負(fù)極預(yù)成形和正負(fù)極組裝。

2、負(fù)極噴鋰粉法

由于單靠負(fù)極片難以形成鋰的補(bǔ)充，人們想到了直接在負(fù)極片上噴涂鋰粉的方法。首先，要制備穩(wěn)定的金屬鋰粉末顆粒。粒子的內(nèi)層為金屬鋰，外層為具有良好導(dǎo)電性能的鋰離子和電子的保護(hù)層。在制備預(yù)鋰的過程中，首先將鋰粉分散在有機(jī)溶劑中，然后將分散物噴在負(fù)極板上，再將殘留在負(fù)極板上的有機(jī)溶劑烘干，得到負(fù)極板。后續(xù)裝配工作與正常流程一致。

在轉(zhuǎn)化時(shí)，噴在負(fù)極上的鋰粉會(huì)被消耗，形成SEI膜，從而最大限度地保留正極上的鋰離子，提高整個(gè)電池的容量。

下圖為陽極硅合金與陽極鋰鈷酸電池效率比較圖。可以看出，在陽極預(yù)鋰之后，效率得到了第一次顯著的提高:

該方法的缺點(diǎn)是安全性難以保證，改造材料和設(shè)備的成本高。

3.負(fù)三層電極法

由于設(shè)備和工藝的限制，單純對(duì)預(yù)鋰進(jìn)行高成本的改造并不是電池廠的優(yōu)先選擇。假如能以熟悉的方式完成預(yù)鋰，將大大提高普及程度。以下三層電極法，使電池廠的操作更容易。三層電極法的核心是銅箔的加工。銅箔的原理圖如下:

與普通的銅箔相比，三層電極法的銅箔上涂有后期形成所需的鋰金屬粉末。為了防止鋰粉與空氣發(fā)生反應(yīng)，在鋰粉上加了一層保護(hù)層。該負(fù)極直接施加于該保護(hù)層上。單層電極組裝后整體示意圖如下:

當(dāng)電池被注入時(shí)，保護(hù)層將溶解在電解液中，從而使金屬鋰與負(fù)極接觸。形成SEI膜時(shí)消耗的鋰離子由鋰金屬粉末補(bǔ)充。電極充電后顯示如下:這個(gè)方法沒有嚴(yán)格要求電池廠的加工條件,但穩(wěn)定的防護(hù)層的位置極單繞組,軋制和削減是一個(gè)偉大的挑戰(zhàn),電極材料的研究和開發(fā),也很難保證負(fù)電極材料的粘結(jié)金屬鋰粉末后變成了,消失了。

4.正極富鋰材料法

任何一個(gè)在公司工作過的人一定都經(jīng)歷過在實(shí)驗(yàn)室里把東西放大有多么困難。設(shè)備改造成本、材料的批量投入成本、加工環(huán)境的控制成本等，都可能成為新技術(shù)無法推廣的致命傷。關(guān)于鋰離子電池這一過程，設(shè)備已經(jīng)基本成熟

正極鋰離子法可以簡(jiǎn)單地理解為，當(dāng)正極鋰離子被轉(zhuǎn)化為正極鋰離子時(shí)，正極鋰離子的釋放量是正極鋰離子釋放量的幾倍。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)負(fù)極的影響低于正極,會(huì)有太多的鋰離子在負(fù)極,損失將導(dǎo)致有效空間不能underfilled正極的鋰離子放電后,導(dǎo)致的浪費(fèi)空間嵌入鋰正極。假如少量的高克容量li-rich材料添加到正極,它不僅可以供應(yīng)更多的鋰離子的形成SEI膜的轉(zhuǎn)換,也防止了再次擔(dān)心li-rich材料不能嵌入鋰放電的時(shí)候(因?yàn)樗泄?yīng)的鋰離子li-rich材料消耗的轉(zhuǎn)換)。

上述各種預(yù)鋰方法針對(duì)的是負(fù)極第一效應(yīng)低于正極第一效應(yīng)的全電池。經(jīng)過預(yù)鋰后的全電池，最高的第一效率只能達(dá)到正極材料的半電池的水平。但是，關(guān)于正極一次效應(yīng)較低的電池，上述方法基本沒用，因?yàn)檎麄€(gè)電池的一次效應(yīng)受到正電荷的限制，沒有足夠的鋰嵌入空間。即使加上外部鋰，正極也無法嵌入，所以沒有效果。