補鋰這個話題已經(jīng)是老生常談了，前面我們已經(jīng)將目前主流的補鋰工藝進(jìn)行了簡單的總結(jié)，總的來說采用金屬Li粉和Li箔直接對負(fù)極進(jìn)行補鋰技術(shù)成熟度較高，也是目前動力電池廠家采用的主要方法，然而安全問題和高成本是金屬Li補鋰無法回避的問題。相比之下，正極補鋰工藝安全性好，不改變現(xiàn)有工藝，但是技術(shù)成熟度較低，還需要相關(guān)材料廠家推出相應(yīng)的產(chǎn)品。

正極補鋰除了向正極體系中添加少量的高容量含Li氧化物之外，還有一種手段是通過正極材料合成過程中添加過量的Li元素，從而在正極材料中儲存過量的Li，在首次充電的過程中過量的Li能夠釋放出來補充負(fù)極消耗的Li元素，從而達(dá)到提升首次效率的目的。

在正極材料添加過量的鋰一般有兩種方式，第一種是通過電化學(xué)反應(yīng)讓Li+嵌入的正極材料之中，一般是首先將正極材料與金屬Li組成半電池，對正極材料進(jìn)行嵌鋰，然后該正極材料與普通負(fù)極組成全電池，從而達(dá)到補鋰的目的。這種方法比較簡單，也能夠很好的控制嵌入Li的量，適合在實驗室中使用，但是缺點也很明顯，操作比較復(fù)雜，在實際生產(chǎn)中沒有實用價值。另外一種方法是通過化學(xué)方法，在合成的過程中加入過量的Li，雖然技術(shù)難度比較高，但是在電池生產(chǎn)中不需要增加額外的工藝，因此更加具有實用價值。

正極預(yù)鋰化的概念來自于德國GiulioGabrielli等，GiulioGabrielli在2016年首次報道了通過化學(xué)方法合成Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料，但是當(dāng)時GiulioGabrielli是希望通過合成Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料(200mAh/g)的方式提高LiNi0.5Mn1.5O4材料(147mAh/g)的可逆容量，直到2017年GiulioGabrielli等人才發(fā)現(xiàn)了Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料在解決鋰離子電池首次效率低問題上的潛力，在首次充電過程中過量的Li脫出后，Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料就轉(zhuǎn)變?yōu)榱苏５腖iNi0.5Mn1.5O4材料，通過控制不同比例的Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料與LiNi0.5Mn1.5O4材料材料混合，就能精準(zhǔn)的控制Li過量的比例，從而完全彌補負(fù)極在首次充電過程中不可逆容量損失，這也是正極補鋰工藝上的一次創(chuàng)新和突破。

GiulioGabrielli合成Li1+XNi0.5Mn1.5O4材料的方式是化學(xué)合成法，在材料的合成過程中直接增加過量的Li，因此更加具有實用價值，是解決含SiOx鋰離子電池首次效率較低問題的有效方法。但是在正極材料中添加過量的Li并形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并保證材料的循環(huán)性能不受影響并不是一件容易的事情，小編也查閱了GiulioGabrielli發(fā)表的所有文章，目前尚未見到GiulioGabrielli將該方法應(yīng)用在其他材料(例如NCA和NCM材料)中的報道，也從側(cè)面反映了該方法并非適合所有的正極材料。

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近期來自印度的VanchiappanAravindan發(fā)現(xiàn)該方法也能夠應(yīng)用在LiVPO4F材料上，VanchiappanAravindan采用的方法是相對比較簡單的電化學(xué)嵌入方法，也就是首先將LiVPO4F與金屬Li組成電池，進(jìn)行放電讓Li+嵌入LiVPO4F材料之中形成Li1.26VPO4F，然后將電池解剖，Li1.26VPO4F再與負(fù)極材料(這里采用的a-Fe2O3)組成全電池，利用Li1.26VPO4F材料中過量的Li元素彌補a-Fe2O3材料在首次嵌鋰過程中的不可逆容量(約503mAh/g)，極大的提升了全電池的能量密度。但是該方法需要首先組成半電池，采用電化學(xué)的方法將Li+嵌入到正極材料之中，因此在實際生產(chǎn)中實際應(yīng)用意義不大，因此后續(xù)還需要繼續(xù)探索如何通過化學(xué)方法直接合成鋰過量的Li1.26VPO4F材料，實現(xiàn)正極補鋰。

正極預(yù)鋰化是解決SiOx負(fù)極不可逆容量大，提升鋰離子電池能量密度的理想方法，但是要在正極中嵌入過量的Li并保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，面臨較大的挑戰(zhàn)，因此目前的正極預(yù)鋰化研究主要還是集中在尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和LiNi0.5Mn1.5O4材料上，如果能夠在NCA和NCM材料上應(yīng)用預(yù)鋰化技術(shù)，嵌入過量的Li元素，同時又不影響NCA和NCM材料的性能，將有巨大的應(yīng)用價值。