补锂剂：为何能成为提升锂电能性能的“强心剂”

近期，锂电材料巨头德方纳米某位负责人在接受投资机构调研时表示，“公司补锂剂产品已经获得国内外多家客户的项目认证，在储能、商用车、电动重卡、纯电动乘用车及插混等多个应用领域均拥有独家的项目定点，进度方面在国内处于领先地位”。

早在两年前，上汽集团联合阿里巴巴等打造了高端智能汽车品牌-智己，全球首发了两款量产定型车，与以往不同的是，车型搭载上了上汽集团与宁德时代共同开发的采用“掺硅补锂”电池，电芯能量密度可高达300Wh/kg, 车辆续航里程能达到1000公里。

补锂剂主要分为正极补锂和负极补锂

图1 补锂剂主要分类

负极表面在形成SEI膜过程中，会不可逆消耗一定量的正极活性锂，进而造成首圈效率低、循环寿命差等问题；

因而需要进行预锂化或添加补锂剂来改善首圈循环效率。常见的补锂方案有正极补锂、负极补锂。负极补锂多使用锂粉、锂箔等产品。负极补锂虽然作用更加直接且性能改善更明显，但是由于金属锂活性高使用难度大、锂粉难溶于粘结剂等问题，使得其量产存在较大困难。正极补锂多使用富锂化合物和二元锂化合物等产品。正极补锂剂可以直接在合浆过程中添加，操作简单且无需对现有电池体系进行改善，因而有望实现快速量产。

锂电众多巨头纷纷布局“补锂剂”，以提升电池性能，补锂也称之为“预锂化”或“预嵌锂”，可理解为在锂电池工作之前向电池内部增加锂来补充锂离子，以抵消不可逆的锂损耗，从而提高电池的总容量和能量密度。

现在锂电行业内的众多电池或材料龙头企业包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、德方纳米、胜华新材、杉杉能源等都已纷纷布局补锂技术，并且不少企业取得相关专利。

电池企业中，除了宁德时代的掺硅补锂，亿纬锂能开发的补锂剂主要添有Li2O和金属M包覆了外壳SiOx和碳（CN111193019A）。通过包覆处理，可以提高材料的导电性以及金属的稳定性，减少其溶出。国轩高科更是基于转化反应的纳米尺寸的Li2O与金属混合物作为正极材料的预锂添加剂，可以在首次循环过程中提供非常高的比容量。

锂电材料企业方面，在今年2月，德方纳米年产2万吨补锂剂项目一期项目在云南省曲靖市正式投产。该项目是全球首个实现量产的正极补锂剂项目。德方纳米的液相法铁酸锂工艺与其磷酸铁锂有一定都相同性，其优点在于补锂剂的粒径较小（补锂剂通常需要粒径在2-3nm，如采用固相烧结粒径在20nm，需要再通过精准的气流粉碎或者球磨的过程），故德方纳米的路线或具备一定都性能优势。

图2 德方纳米液相法制备铁酸锂正极补锂流程图

助力锂电高能量密度，预锂化有望成为新发展方向