动力电池预锂化“图”

市场对高端动力及储能电池的需求不断扩大，对更高能量密度的追求正在推动动力电池厂商应用新技术，不断挑战行业“天花板”。新技术变革带来的产品优势，或将成为电池企业争夺供应链话语权的新起点。

在电极方面，作为储存锂离子的“容器”，选择容量更高的新型电极材料是打破能量“天花板”的直接手段。除了在“容器”本身的材料上下功夫，电极的预锂化是直接提升电池整体容量和能量密度的有效途径。

但在“规模化扩产”时期，动力电池的量产主要基于应用安全、工业上成熟的材料，新型电极材料的产业化还处于起步阶段。随着扩产接近尾声，在现有制造工艺基础上推进预石化技术的实施更具可行性。

预锂技术正极易负极

锂电池首次充电过程中，电解液会在负极表面还原分解，形成固态电解质相界面（SEI）膜，消耗锂离子，导致初始循环和库仑效率（ICE）低，降低了锂电池的容量和能量密度。通过加锂实现预锂化，减少锂离子的流失，达到提升电池容量和能量密度的效果。

在产业化方面，负极补锂直接但难度大。目前，主要途径是补充还原锂，可以通过锂箔、锂粉或添加剂来实现。

难点在于负极补锂工艺难。现有的电极制备环境潮湿，而还原锂具有较高的反应活性，需要对还原锂进行稳定和表面修饰。加之工艺难度大，如果补充的还原锂没有起到预锂化的作用，就会转化为死锂，导致析锂。

正极通过添加补锂实现“间接补锂”，更兼容现有锂电池制造工艺。通过添加锂补充剂，锂离子在充电过程中被推向负极。理想的正极补锂应具有比能量高、稳定性好、与电池材料体系相容等特点。

专利陆续落地

作为实现电池能量密度进一步提升的新技术“赛道”，动力电池企业和材料企业对预锂技术“雄心勃勃”，纷纷围绕预锂技术展开专利布局。

从相关企业的专利布局来看，各企业对正负极预锂化技术进行了探索。但从可行性来看，正极补锂的产业化实施难度较小，可围绕相关专利推进进一步产业化。

宁德时代2021年颁发的一项专利，包含一种锂硅合金补锂剂的合成方法。补锂剂的添加位置覆盖正极表面、集电体和正极之间，可显着提高电池的初始效率（从不足80%到接近100%）、循环寿命，有效抑制电池膨胀。

2021年，国轩高科还发布了两项正极补锂专利，分别是氧化石墨烯钴酸锂正极补锂和低成本溶胶凝胶法正极补锂。

2020年，德国Nano发布了铁酸锂作为正极补锂（富锂）的合成方法专利。此外，德国纳米还研究了将正极补锂剂磁控溅射到正极前驱体球磨装置，再对前驱体进行煅烧得到正极材料的方法。

锂补充剂产业化启动

在产业化方面，正极补锂展现出巨大的应用潜力，企业纷纷走上正极补锂产业化之路。

2月26日，德国纳米子公司德国创宇年产2万吨锂补充剂项目（一期）在云南曲靖正式投产。据了解，该项目是目前全球首个实现量产的正极补锂项目。德国纳米表示，未来将加快曲靖创捷年产2万吨补锂项目二期和成都创捷年产5000吨补锂项目的建设进程。

此外，延亿新材新年伊始便披露，自主研发的LNO、LFO正极锂补充剂已于2022年实现量产出货，并得到国际国内领先客户的认可。该产品的撬电池容量相当于约5GWh。燕益材料在无锡布局了新的补锂项目和研究院项目，项目建成后将新增约1万吨的补锂产能。

随着硅基负极材料的逐渐扩大，以及高端动力和储能电池对补锂的需求，预锂化正逐渐成为锂电池的主要发展方向。

目前，行业内的预锂化技术还处于探索阶段，但随着锂补充剂的量产化，预锂化的应用已近在咫尺。据相关预测，到2025年，锂补充剂市场规模或将超过100亿元。围绕锂补充剂这一新赛道的竞赛已经开始。是先发者继续领先，还是后来者出人意料地登上榜首，仍不得而知。