补锂后的电芯表现(一)优点显著
补锂技术给电芯性能带来了诸多积极变化,最为明显的就是能量密度得到了显著提升。在传统锂离子电池中,由于首次充电时形成 SEI 膜等原因造成的锂损耗,使得电池无法充分发挥其理论容量 。而通过补锂,有效补偿了这些损失的锂,让电池能够存储更多的电量,从而提升了能量密度 。例如,搭载了掺硅补锂电池的某量产定型车,电芯能量密度高达 300Wh/kg ,续航里程达到 1000 公里,这正是补锂技术在提升能量密度方面的有力证明。
补锂技术对电芯的循环寿命也有着积极的影响。以硅基负极电池为例,在未补锂的情况下,由于硅基材料在充放电过程中的体积变化大,锂损耗严重,导致电池的循环寿命较短 。但经过补锂后,首次充放电过程中的锂损耗得到补偿,电极结构更加稳定,电池在多次循环过程中的容量保持率明显提高 。远景动力发布的全新一代 315Ah 储能电芯产品,通过创新开发的补锂缓释技术,实现循环寿命高达 12000 次,满足一天一次充放电 25 年安全可靠运行的要求 。这充分展示了补锂技术在延长电芯循环寿命方面的重要作用,使得电池在长期使用过程中能够保持稳定的性能,降低了更换电池的频率和成本。
补锂技术还能充分发挥高容量负极材料的优势。像硅基、锡基合金等负极材料,理论比容量远高于传统的石墨负极 ,但由于其首次不可逆容量损失大,在实际应用中受到了很大限制 。补锂技术的出现,有效解决了这一问题,使得这些高容量负极材料能够在电池中更好地发挥其高容量特性,为提高电池的整体性能提供了可能 。如在使用硅基负极材料的电池中,通过补锂可以使电池的首周库仑效率大幅提高,从而让硅基负极材料的高容量得以充分体现,进一步提升了电池的能量密度和充放电性能 。
(二)潜在不足
补锂技术虽然带来了诸多优势,但也存在一些潜在的不足。从安全角度来看,部分补锂材料的稳定性较差,这可能会对电池的安全性能产生影响 。一些用于负极补锂的金属锂粉,化学活性极高,在与电解液接触时,可能会发生剧烈的化学反应,产生热量和气体,增加了电池热失控的风险 。如果补锂过程中锂化程度控制不当,补锂过度导致负极表面形成锂枝晶,锂枝晶生长到一定程度会刺穿隔膜,造成电池短路,引发安全事故 。
补锂技术还会导致成本增加。补锂材料本身的成本相对较高,稳定化锂金属粉末(SLMP)由于其制备工艺复杂,价格昂贵 。补锂工艺往往需要专门的设备和复杂的操作流程,这也增加了生产成本 。将补锂设备集成到现有的电池生产线中,需要对生产线进行改造和升级,涉及到设备采购、安装调试以及人员培训等多方面的费用 。而且补锂过程中的工艺控制要求严格,一旦出现失误,可能会导致产品质量问题,增加废品率,进一步提高了成本 。这些成本的增加在一定程度上限制了补锂技术的大规模应用,尤其是对于成本敏感的市场和应用场景,需要在成本和性能之间进行谨慎的权衡 。
原文标题 : 探秘锂离子电池突破瓶颈---补锂电芯表现