8月21日消息,日本旭化成宣布开发出一种面向高电压锂离子电池(LIB)硅基负极的新型碳酸锂预补锂技术。该技术使碳酸锂能够在较低电压下充当额外的锂源,减少硅含量高的电芯在首次充放电过程中通常发生的永久容量损失。
随着电动汽车和人形机器人的普及,市场对锂离子电池能量密度的要求不断提高。行业研发因此聚焦两个方向:在负极中部分替代石墨、采用硅基材料,以及提高正极材料的工作电压。然而硅基负极在初始充放电时会因生成SEI膜等副反应消耗大量活性锂,造成显著且不可逆的容量损失,此前业内多用额外的锂源进行预补锂,但成本与工艺复杂度居高不下。
旭化成将方向锁定在碳酸锂上——这种原料价格相对低廉,且作为锂电池材料已有长期使用记录。由于碳酸锂的分解电压远高于锂电池的标称工作电压范围,过去很难将其用于预补锂。旭化成的新技术解决了这一矛盾,让碳酸锂在更低电压下即可释放锂离子补充活性锂。
公司介绍,该技术具备三重优势:一是改善循环寿命的同时降低每瓦时成本;二是无需对现有电池制造产线进行大规模改造即可应用;三是可广泛适配多种正极和负极材料体系。旭化成计划以技术授权(licensing)模式推进商业化,并提供灵活的合作框架,支持客户按阶段分步导入。
对锂电池产业链而言,硅负极预补锂方案是下一代高能量密度电池产业化的关键瓶颈之一。旭化成此番以低成本碳酸锂切入,若授权落地顺利,将为硅基负极在动力电池与机器人电池中的规模化应用扫清一大障碍,也为日系材料企业在电池材料竞争格局中增添筹码。
(来源:Chemical Engineering)