大连物化所提出新型预锂化策略用于提升锂离子电池在宽工作温区下的性能-半岛体育官方网站

近日，我所储能技术研究部（DNL17）张华民研究员、李先锋研究员、张洪章研究员团队与中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室王青松教授团队合作，明确提出了一种利用锂化磷酸钒锂（Li5V2(PO4)3）构建“先予后所取”的无添加剂自预锂化策略，并应用于锂化磷酸钒锂和软碳（HC）构成了具备高比能量、高比功率和长工作温区的全电池。提高低温性能是构建锂离子电池更加广泛应用的关键之一，但是，目前商用锂离子电池所用的石墨负极在低温条件下的实际容量较低。

软碳具备较好低温储锂能力，可以有效地提高电池的低温性能。然而在电池化为过程中，软碳负极界面构成的固态电极/电解质界面（SEI）膜不会不可逆的消耗Li+，从而减少电池的实际容量和比能量。预锂化是解决问题上述问题的常用策略，但实际生产中必要用于锂粉或锂箔补锂的方法工艺拒绝苛刻、成本较高且安全性劣，因此高效安全性的预锂化技术仍尚待研究。本工作中，科研人员搭配具备较好低温性能的锂化磷酸钒锂与软碳负极构成仅有电池，精妙地利用锂化磷酸钒锂在低电压区的容量补偿软碳负极不可逆容量损失，有效地提升了电池的比能量。

扣除仅有电池在室温下基于正负极活性物质的比能量可超过320Wh/kg，并且在-40°C的低温条件下充放电仍有80%容量维持亲率。原位密切相关和热量分析结果表明，锂化磷酸钒锂充放电过程中结构平稳、产热量较低，具备较好的安全性。该实锂化方法为填补负极首次不可逆容量损失获取了新策略，同时Li5V2(PO4)3||HC电池的设计，为低温锂离子电池获取了具备潜力的应用于自由选择。上述工作获得中科院洁净能源创意研究院合作项目、国家自然科学基金委项目、教育部能源材料化学协同创意中心（iChEM）项目、中科院青年理事长项目等资助。

涉及研究成果于近日公开发表在《纳米能源》（NanoEnergy）上。

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