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掺硅补锂是两项技术，掺硅目的是提升能量密度，补锂目的是提升循环寿命。 1、掺硅 常见的石墨负极材料，理论克容量为 372 mAh/g，硅基负极的理论克容量高达 4200mAh/g，相较石墨负极，硅基负极的容量扩大了十倍多。然而硅基负极的致命缺陷是过高的自膨胀率。 硅负极在锂离子循环脱嵌的过程中，Si-Si 键被破坏，形成 Si-Li 键，随循环次数增多，嵌锂的数量增加，锂原子逐渐占据硅原子的空间，导致结构膨胀，最高体积膨胀可达 300%以上。 硅基负极的体积膨胀收 缩将产生较强的机械应力导致颗粒粉碎，不利于表面固态电解质界面膜 SEI 的稳定，使得 SEI 膜经历“形成——破坏——再生”的过程，不断消耗活性锂离子， 降低电池容量。 体积膨胀带来颗粒粉碎，影响循环性能：
体积膨胀收缩破坏 SEI 膜，消耗锂和电解液：
目前主流方式是对硅材料进行纳米化处理与表面包覆处理，纳米尺寸的硅颗 粒具有较高的抗断裂能力，防止颗粒破碎，而表面包覆处理的硅颗粒可以避免电解 质与电极直接接触，减少体积膨胀。 2、补锂 锂离子首次充放电过程中，负极材料表面形成固态电解质 SEI，消耗活性锂离子，降低电池库伦效率与容量。为保证电池寿命，就需要预补锂处理，补充消耗的锂离子，提高电池能量密度。 电化学补锂技术：
目前补锂技术的分类可分为负极预锂化和正极预锂化。 其中，负极预锂化可分为金属锂粉预锂化、锂合金预锂化、化学预锂化预与电化学预锂化等，正极预锂化可分为二元锂化合物、三元锂化合物以及有机含锂化合物。 金属锂粉预锂化是商业化中最简单有效的一种方式，基本原理是使用金属锂粉作为补锂剂，并锂粉表面进行碳酸锂包覆处理，防止锂粉的副反应。虽然金属粉预锂化补锂容量高，补锂技术原理和工艺清晰，但受制金属锂活性高，成本大，且对生产环境要求高，产业化难度较大。 动力电池系列的第二部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第三部分的内容：材料体系演进之固态锂电池 |
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