正極補鋰：給電池打一針“強心劑”

當新能源車電池容量衰減30%，續(xù)航焦慮便如影隨形。相對傳統(tǒng)更換電池動輒7-8萬的費用，一針成本不過幾千元的“藥劑”，能讓瀕臨退役的新能源汽車電池重獲新生，續(xù)航能力恢復到出廠時的100%。

2025年初，央視報道了復旦大學研究團隊開發(fā)出一種像“藥物”一樣的鋰載體分子，通過注射方式補充電池中的鋰離子，讓舊電池恢復健康，引發(fā)新能源行業(yè)的廣泛關注。

這項技術(shù)猶如給老化電池注入“強心劑”，讓使用過的鋰電池在經(jīng)歷12000次充放電循環(huán)后，依然能保持接近新電池的初始狀態(tài)。修復成本不到電池更換費用的10%，且兼容各類電池型號。曾經(jīng)困擾新能源車主的續(xù)航焦慮和電池更換難題，突然有了全新的解決方案。

鋰離子電池為何衰退？

鋰離子電池在首次充放電過程中，電解液會發(fā)生不可逆分解，在負極表面生成固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI膜）。固態(tài)電解質(zhì)膜具有良好的離子導電性和電子絕緣性，在保證鋰離子自由進出的同時，穩(wěn)定負極的結(jié)構(gòu)，使負極具有穩(wěn)定循環(huán)的能力。但是同時，SEI膜的產(chǎn)生也會消耗來自正極的活性鋰，減少電池的容量。

補鋰技術(shù)的應用

通過補鋰技術(shù)解決負極在首次充放電過程中活性鋰損失可以提高電池的能量密度和循環(huán)性能。補鋰技術(shù)可分為正極補鋰與負極補鋰。

正負極補鋰策略對比

負極補鋰，即在循環(huán)前在負極提前存儲一部分活性鋰，補償SEI膜的消耗，提高后續(xù)循環(huán)中的放電容量。負極補鋰分為物理補鋰，化學補鋰和電化學補鋰。物理補鋰是使用鋰箔或鋰粉在負極上引入鋰源。化學補鋰是通過化學試劑鋰化負極，一般使用正丁基鋰、碘化鋰使負極表面預先形成SEI膜。電化學鋰化是將負極材料與鋰片組裝半電池并進行充放電，在負極表面形成穩(wěn)定的SEI膜后將負極片拆下來再與正極組裝成電池。

相較于負極補鋰，正極補鋰材料可以直接在正極漿料的勻漿過程中添加，無需額外的工藝改進且成本較低，過程更加簡單，操作更加安全，而更加適合現(xiàn)在的鋰離子電池制造工藝，近年來受到產(chǎn)業(yè)界的青睞。

正極補鋰技術(shù)分類

從技術(shù)路線上進行劃分，正極補鋰技術(shù)主要分為過嵌鋰正極材料設計和正極補鋰劑添加兩類途徑。

過嵌鋰正極材料

過嵌鋰正極材料是指具有過鋰化特點的正極材料，通過對正極材料進行過鋰化設計處理如化學補鋰或者電化學補鋰的方法來實現(xiàn)，常見的過鋰化設計正極材料有NCM，NCA，Li_1+xMn₂O₄，Li_1+xMn_1.5Ni_0.5O₄等。

過嵌鋰正極材料設計是指通過對正極材料進行過鋰化設計，處于過鋰化狀態(tài)的正極材料在首圈充電時釋放出不可回嵌的鋰離子從而彌補電池的活性鋰損失。通過化學或電化學方法對正極材料進行設計制備，得到含有過量鋰的“富鋰”正極材料。但過嵌鋰正極材料設計過程較為復雜，使用的有機溶劑危險性大，且操作過程需要惰性氣氛保護，制約了這類補鋰策略的應用前景。

正極補鋰添加劑

由于過鋰化正極材料設計在規(guī)?；瘧弥械南拗?，基于正極補鋰添加劑的方法成為近年來主流的正極補鋰技術(shù)。

正極補鋰劑添加是指將補鋰添加劑加入到正極材料體系中，在首次充電時補鋰添加劑脫出鋰來補償SEI膜形成過程中損失的活性鋰，且脫出的鋰離子不再回嵌。

在正極預鋰化中，添加富鋰化合物的方法產(chǎn)業(yè)化進展較快，目前研究較多的補鋰添加劑有富鋰鐵酸鋰（LFO），富鋰鎳酸鋰（LNO），草酸鋰，氮化鋰等。其中，鎳酸鋰應用范圍更高，在三元，磷酸鐵鋰，錳酸鋰體系都可以試用，而鐵酸鋰只能用于磷酸鐵鋰體系，其他電壓不匹配。

正極補鋰可顯著提升鐵鋰電池循環(huán)壽命。據(jù)行業(yè)研究表明，添加質(zhì)量分數(shù)3%的LNO補鋰劑可以顯著提升磷酸鐵鋰電池的性能，補鋰組的能量密度和循環(huán)壽命分別提高4.9%和50%。

企業(yè)搶先布局

目前在產(chǎn)業(yè)界，已經(jīng)有多家電池公司及電池材料公司布局補鋰劑研發(fā)與應用。

德方納米于去年12月介紹，公司的補鋰增強劑驗證進展順利，產(chǎn)業(yè)化進程加速，在儲能、純電動乘用車、插電式混合動力汽車、商用車、電動重卡、3C數(shù)碼等多個應用領域均擁有獨家的項目定點，實現(xiàn)小批量出貨，出貨量隨著終端項目的釋放節(jié)奏增加。其專注正極補鋰劑的控股子公司——德方創(chuàng)域，于2025年1月、3月及6月分別完成融資，交易金額分別為1.47億、1.5億和1億元。德方創(chuàng)域及其多個子公司擁有補鋰劑產(chǎn)能5000噸/年，另規(guī)劃產(chǎn)能共達45000噸/年。

深圳研一自主研發(fā)出LNO（富鋰鎳酸鋰）、LFO（富鋰鐵酸鋰）兩款補鋰添加劑，可實現(xiàn)精準補充、激發(fā)電極主材料體系最大潛力，顯著提高鋰電池的能量密度，翻倍提升鋰電池壽命，受到了下游客戶的高度認可。

6月，湖南升容科技年產(chǎn)2000噸鋰電池正極補鋰劑項目投產(chǎn)，據(jù)了解，該項目總投資約2億元，將建設3條全自動化鋰電池正極補鋰劑生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)富鋰鎳酸鋰SR21、富鋰鐵酸鋰SR51等產(chǎn)品。

此外，安達科技在去年10月公告的投資者調(diào)研紀要中介紹，公司補鋰劑處于中試狀態(tài)，預計在2026年能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。

結(jié)語

采用補鋰技術(shù)可以有效提升電池的能量密度及循環(huán)穩(wěn)定性，近年來受到研究者和產(chǎn)業(yè)界的廣泛研究與關注。與前期發(fā)展較為成熟的負極補鋰技術(shù)相比，正極補鋰技術(shù)因其安全性、工藝兼容性等優(yōu)勢在規(guī)?；a(chǎn)中展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。未來，隨著德方納米等領軍企業(yè)加速產(chǎn)能布局和技術(shù)迭代，正極補鋰劑有望成為提升動力電池、儲能電池性能的“標配”材料。

參考來源：

1.梅悅旎等《鋰離子電池正極補鋰技術(shù)研究進展》

2.上海證券報《中國新技術(shù):“打一針”，讓鋰電池“起死回生”》

3.德方納米公告、東吳證券、常德發(fā)布等

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