动力电池行业研究报告：预锂化，铁酸锂（30页）

行业报告下载 2022年08月12日 08:47 管理员

锂离子电池的首次充放电阶段，在负极材料的界面会形成主要成分为锂盐的固态电解质界面（Solid Electrolyte Interface，简称 SEI）。形成 SEI 膜是一个不可逆的过程，活性锂永久损失造成电首次循环的库伦效率（ICE）降低。因此，在锂离子电池工作之前，向电芯中掺入牺牲性添加剂等预锂化（也就是“补锂”）技术路线应运而生。绝大部分锂离子电池都面临 SEI 膜形成的问题，但程度不同。锂电池负极材料种类主要包括三类：嵌入脱出负极材料如商用石墨等、转化型负极材料、合金负极材料；而这三类负极材料都会面临 SEI 膜形成的问题，活性锂损失导致 ICE 下降。目前商用石墨为主流负极材料，但其比容量已接近极限。根据水桶的短板效应，过去提升锂电池能量密度的研究方向主要在于正极材料，但正极材料尤其是高镍三元能量密度大幅提升后，重点转向了负极材料；目前石墨负极比容量已接近极限，比容量为石墨 10 倍的硅材料被认为是理想替代品。高端动力电池尤其是以硅基作为负极的动力电池，补锂为必然。

高能量密度的高镍三元正极配硅碳负极的高端动力电池电池放量在即，但根据化学试剂定制合成网数据，对于石墨负极：或有 7-20%的活性锂被囚禁在石墨负极表面，而对于硅基负极：或有高达 30%的活性锂呆滞硅中，因此补锂成为必然。预锂化程度：不充分的锂化不能充分提高 ICE，而过度锂化会造成 Li 枝晶，即会在负极表面结晶形成树枝状金属锂，“锂枝晶”生长到一定程度便会刺破隔膜，造成锂电池内部短路，影响安全，因此预锂化程度需与正极材料匹配。预锂化试剂的分解产物：是否存在除了 Li 以外其他非活性残留物质。例如，若在脱锂时添加剂没有完全分解，则在正极材料中就可能会有非活性残留物（质量相同时，容量等性能取决于活性物质占比），增加了正极重量，影响电池的比能量密度。预锂化时间：时间太长会增加生产成本。预锂化工艺与现有电池生产工艺的兼容性：生产变动成本。与现有电池制备工艺兼容，若与正极材料、粘结剂以及生产环境等相兼容，则会大幅降低成产变动成本。锂化试剂的价格：原材料成本，例如稳定性金属锂粉末（SLMP）价格高。