摘要：预锂化技术可有效弥补活性锂损失，提升电池能量密度与循环性能，是解决硅基负极痛点的关键手段。但当前预锂化技术在实际应用中面临诸多瓶颈，如预锂化剂稳定性差、与电池体系兼容性不足、工艺复杂性导致成本攀升等。本文围绕这些瓶颈展开分析，结合现有研究成果与实际生产需求，从材料改性、工艺优化、体系匹配三个维度提出改进路径，旨在为预锂化技术在硅基负极锂离子电池中的规模化应用提供参考，推动高能量密度锂离子电池的发展进程。
　　关键词：预锂化技术；硅基负极；锂离子电池；
　　一、引言
　　随着新能源汽车、储能系统等领域对高能量密度电池需求的持续攀升，锂离子电池性能升级成为研究核心。硅基负极因理论比容量（4200 mAh/g）远超传统石墨负极（372 mAh/g），被视为提升电池能量密度的关键材料。然而，硅基负极在充放电过程中易发生巨大体积膨胀（约 300%），导致电极结构坍塌、SEI膜反复破裂，同时伴随严重的活性锂损失，显著降低电池首次库伦效率与循环寿命[1]。预锂化技术通过在电池组装前向体系中预先引入锂源，可有效补偿活性锂损失，成为解决硅基负极痛点的核心方案。但当前预锂化技术在实际应用中仍面临多重瓶颈，制约其规模化推广。基于此，本文系统分析这些瓶颈，并提出针对性改进路径，为高能量密度硅基负极锂离子电池的研发提供理论支撑。
　  二、预锂化技术在硅基负极锂离子电池中的应用瓶颈
　　（一）预锂化剂稳定性不足，易引发安全隐患。目前常用的预锂化剂主要包括金属锂（Li）、锂合金（如Li-Si、Li-Sn）、锂化合物（如Li2O、Li2S）等。金属锂作为预锂化剂时，理论锂含量最高，预锂化效果最优，但金属锂化学性质极为活泼，在空气中易与氧气、水分发生反应，生成Li2O、LiOH等杂质，不仅降低预锂化效率，还可能在电池内部形成锂枝晶。锂枝晶的生长会刺穿隔膜，导致电池正负极短路，引发热失控等安全事故。而锂合金与锂化合物类预锂化剂虽稳定性略优于金属锂，但在与硅基负极复合过程中，易因界面反应产生不稳定的中间相，导致预锂化效果衰减，且部分锂化合物（如Li2S）导电性差，会增加电极内阻，影响电池倍率性能[2]。
　　（二）预锂化剂与硅基负极及电解液兼容性差。硅基负极本身具有高比表面积、强反应活性的特点，而预锂化剂的引入进一步加剧了界面反应的复杂性。一方面，预锂化剂与硅基负极表面的羟基、羧基等官能团易发生化学反应，生成无电化学活性的物质，覆盖在硅基颗粒表面，阻碍锂离子传输；另一方面，预锂化剂与电解液的兼容性问题更为突出。例如，金属锂与常用的碳酸酯类电解液反应剧烈，会加速电解液分解，生成厚且不稳定的SEI膜，导致电池阻抗增大，循环性能恶化。
　  三、预锂化技术的改进路径
　　（一）预锂化剂改性：提升稳定性与反应活性。针对预锂化剂稳定性不足的问题，可通过表面包覆、纳米结构化等方式进行改性。例如，采用Al2O3、TiO2等无机氧化物对金属锂颗粒进行表面包覆，形成致密的保护层，隔绝金属锂与空气、电解液的直接接触，抑制副反应发生。同时，将金属锂制备成纳米锂粉或锂纳米线，可增大其比表面积，提升锂释放速率，改善预锂化效率。对于锂合金预锂化剂，可通过掺杂Mg、Al等元素调节合金的晶体结构，降低其与硅基负极、电解液的反应活性，提升界面稳定性。
　　（二）界面调控：优化预锂化剂与电池体系的兼容性。界面反应是影响预锂化效果与电池性能的核心因素，通过界面调控可显著提升预锂化剂与硅基负极、电解液的兼容性。一方面，在硅基负极表面构建人工SEI膜（如LiF、LiPO3等），可有效隔绝预锂化剂与硅基负极的直接反应，减少无活性物质生成；另一方面，对电解液进行改性，添加LiNO3、氟代碳酸酯等添加剂，可在预锂化剂表面形成稳定的SEI膜，抑制电解液分解。例如，在电解液中添加5%的氟代碳酸乙烯酯（FEC），可使金属锂表面的SEI膜主要由LiF构成，显著提升其稳定性，减少锂枝晶生长。
　　四、结论
　　预锂化技术作为解决硅基负极锂离子电池首次库伦效率低、循环性能差的核心手段，具有广阔的应用前景，但当前在预锂化剂稳定性、体系兼容性、工艺成本与预锂化程度控制等方面仍面临诸多瓶颈。通过预锂化剂改性、界面调控、工艺革新与精准调控等改进路径，可有效突破这些瓶颈，推动预锂化技术的规模化应用。
　　参考文献
　　[1]锂离子电池硅基负极材料国际标准发布[J].化工管理,2025(22):92.
　　[2]陈鼎,马海玲,李京,等.真空蒸馏炉在新能源汽车锂离子电池负极材料中的应用[J].真空,2025,62(04):64-68.
　　作者单位：宇恒电池股份有限公司