正極補(bǔ)鋰技術(shù)因其高安全性和與現(xiàn)有電池制造工藝的兼容性，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。正極補(bǔ)鋰技術(shù)主要分為兩大類：過嵌鋰正極材料設(shè)計(jì)和正極補(bǔ)鋰劑添加。

過嵌鋰正極材料設(shè)計(jì)

過嵌鋰正極材料通過化學(xué)或電化學(xué)方法對(duì)正極材料進(jìn)行過鋰化處理，使其在首次充電時(shí)釋放不可回嵌的鋰離子，補(bǔ)償電池中的活性鋰損失。常見的過鋰化正極材料包括LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM）、LiNi1-x-yCoxAlyO2（NCA）、Li1+xMn2O4等。例如，Dose等人采用萘鋰對(duì)LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2正極進(jìn)行預(yù)鋰化處理，制備得到Li1+xNMCO2過鋰化正極，顯著提升了電池的容量和循環(huán)性能。

然而，過鋰化正極材料的設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，使用的有機(jī)溶劑危險(xiǎn)性大，且操作需要在惰性氣氛中進(jìn)行，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

正極補(bǔ)鋰劑添加

正極補(bǔ)鋰劑添加是通過在正極材料中加入補(bǔ)鋰組分，在首次充電時(shí)釋放鋰離子，補(bǔ)償活性鋰損失。根據(jù)補(bǔ)鋰劑的成分，可將其分為二元含鋰化合物、三元含鋰化合物和有機(jī)含鋰化合物三大類。

二元含鋰化合物：如LiN3、Li3N、Li2O等，具有高理論比容量，但存在分解電位高、空氣穩(wěn)定性差等問題。例如，Li3N雖具有高理論比容量，但熱力學(xué)穩(wěn)定性較差，限制了其應(yīng)用。

三元含鋰化合物：如Li2NiO2、Li5FeO4、Li6CoO4等，具有適中的分解電位和較好的電化學(xué)性能。例如，Li5FeO4在3.5～4.5 V區(qū)間內(nèi)可脫去4個(gè)鋰離子，貢獻(xiàn)約690 mAh/g的容量，適用于硬碳、硅基負(fù)極等體系。

有機(jī)含鋰化合物：如草酸鋰（Li2C2O4）、方酸鋰（Li2C4O4）等，具有低分解電位、空氣穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。例如，方酸鋰在3.93 V左右分解，釋放約450 mAh/g的比容量，且分解后產(chǎn)生的氣體可在電池化成后排出，不會(huì)增加電池重量。

正極補(bǔ)鋰技術(shù)是提升鋰離子電池能量密度和循環(huán)壽命的有效手段。過嵌鋰正極材料設(shè)計(jì)和正極補(bǔ)鋰劑添加是當(dāng)前兩大主要技術(shù)路線。盡管正極補(bǔ)鋰技術(shù)在安全性、工藝兼容性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如補(bǔ)鋰劑的分解電位、空氣穩(wěn)定性、殘留物影響等。未來，開發(fā)兼具高補(bǔ)鋰容量、低分解電位、良好化學(xué)穩(wěn)定性和工藝兼容性的正極補(bǔ)鋰技術(shù)，將是實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。