【原创文章】进展与评述：预锂化技术在能源存储中的应用_【储能科学与技术】

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导读

简述了预锂化技术在锂离子、锂硫/锂空气、锂离子电容器及相关能源存储技术中的最新研究进展。预锂化技术主要包括原位掺杂、接触反应、电化学和化学锂化等。该方法可改善锂离子电池高比容负极材料的首次不可逆容量、锂硫/空气电池负极的锂损耗和安全性、锂离子电容器负极的锂补偿等问题，提升能源存储系统的性能。然而，预锂化后电极表面的固体电解质界面膜形成、枝晶生长、电解液分解以及电极内部热效应等关键问题对系统的能量/功率密度、寿命和安全性能也有重要的影响。只有充分认识和了解上述相互作用机制，并实现预锂化过程的简化与锂化程度的精准控制，才能确保预锂化电极技术的大规模使用。因此，系统地分析梳理预锂化技术在能源存储技术中的应用情况，有助于全面认知预锂化技术的发展、研究和应用现状，也可为相应及其它相关电源体系（钠电池等）的进一步发展提供科学参考和理论依据。

文

明海等，

（防化研究院等）

引言

石化资源日渐紧张、环境问题也迫在眉睫，而人们的社会生产活动对能源的需求却仍不断攀升。为保证经济增长的同时维护好生态环境，绿色能源的有效利用是其保障。绿色能源的优化利用，需要长寿命、高比能量和比功率的储能和动力电源为支撑。目前，若动力电池的发展能确保电动汽车一次充电行驶达300公里及以上，电动汽车的使用量将进一步提高，进而可有效缓解城市空气污染。如果储能电源可达到低价、大容量存储的标准，风力和太阳能发电及并网的成本则会显著降低，从而大幅度减少化石能源的燃烧利用。因此，发展价廉、优质、高效的储能系统是解决能源和环境问题的关键。

一、预锂化的技术与方法

二、预锂化技术的应用

2.1 锂离子电池中的应用

2.2 锂硫电池中的应用

2.3 锂空气电池中的应用

2.4 锂离子电容器中的应用

三、预锂化技术应用面临的挑战

四、结论

结论

由此可见，开发可控、规模化、规范化的预锂化技术，对高比容电极进行有效精准的容量补偿，对锂离子、锂硫、锂空气电池和锂离子电容器等能源系统的发展至关重要。采用预锂化方法可以实现电极的锂补偿，可以给锂离子电池提供首次容量可逆的高比容负极，给锂硫或者锂空气电池提供安全性更高的电极，也为锂离子电容器的负极补偿了锂源。此外，钠和锂具有相似的物化性质，钠离子电池和钠离子电容器的使用也遭遇同样的瓶颈（钠离子的补偿），可见预锂化技术的研究也将为预钠化技术提供经验借鉴和理论依据。综上所述，预锂化技术对新能源技术的发展和全球生态环境的治理有着极其重要的作用。

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