锂离子电池补锂技术在当前的能源存储领域具有重要的应用价值。以下将详细介绍锂离子电池补锂技术的应用情况。

在提高电池容量方面的应用

锂离子电池在使用过程中，由于不可逆容量损失等原因，会导致电池容量逐渐下降。补锂技术可以有效地补偿这种容量损失，提高电池的整体容量。例如，在“Multifunctional lithium compensation agent based on carbon edges catalysis and its application in anode-free lithium batteries”中，提出了一种制备多功能锂补偿剂 Li₂C₄O₄（锂酒石酸盐）微球的方法，将其应用于 LiFePO₄电池系统时，容量从 60mAh/g 增加到 90mAh/g 在 10C 的电流密度下。此外，在“高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制”中，采用商业化富锂镍酸锂（Li₂NiO₂，LNO）作为正极补锂添加剂，添加质量分数 3%的 LNO 补锂剂可以显著提升磷酸铁锂电池的性能，能量密度提高 4.9%。

在改善电池循环寿命方面的应用

1. 通过形成活性锂储备层延长循环寿命

在“Multifunctional lithium compensation agent based on carbon edges catalysis and its application in anode-free lithium batteries”中，当 Li₂C₄O₄应用于 Cu||LiFePO₄无阳极电池时，通过 Li₂C₄O₄分解在铜箔表面形成活性锂储备层，从而延长了电池的循环性能，在 0.1C 的电流密度下循环 40 次后，循环容量保持率高于 96%。

2. 确保长期稳定的锂损失补偿

“高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制”中提到，添加过量的正极补锂剂可促使部分活性锂预存于负极侧，在循环过程中进行缓慢释放，确保长期稳定的锂损失补偿，从而改善锂离子电池的循环寿命。该研究有助于推动正极补锂技术在储能电池中的应用，为高性能磷酸铁锂电池的设计与开发提供理论和实验依据，也为硅基负极材料的商业化应用奠定基础。

在不同电池体系中的应用

1. 硅基负极电池体系

“硅的电化学储锂性能技术挑战”指出，硅作为储锂材料时自身存在导电性差和巨大体积膨胀等劣势问题。而锂离子电池预锂化补锂策略可以有效降低活性锂损失，提高电池体系的首次库仑效率，从而实现更高的能量密度和循环稳定性，对于硅基负极电池体系尤为显著。

“锂离子电池预锂化补锂策略研究进展”提到，在锂离子电池首次充放电过程中，固体电解质界面（SEI）膜的形成会造成电解液发生不可逆分解、初始活性 Li⁺损失和不可逆容量损失，对于硅基负极电池体系影响更大。亟需开发各种补锂策略来降低活性锂损失，有效提高电池体系的首次库仑效率，从而实现更高的能量密度和循环稳定性。

2. 磷酸铁锂电池体系

“高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制”中，采用正极磷酸铁锂（LiFePO₄，LFP）搭配高容量石墨掺硅负极体系，以商业化富锂镍酸锂（Li₂NiO₂，LNO）作为正极补锂添加剂，探究补锂技术对磷酸铁锂电池性能的影响及作用机制。结果表明，添加质量分数 3%的 LNO 补锂剂可以显著提升磷酸铁锂电池的性能，补锂组的能量密度和循环寿命分别提高 4.9%和 50%。

在不同补锂材料中的应用

1. 多功能锂补偿剂 Li₂C₄O₄

“Multifunctional lithium compensation agent based on carbon edges catalysis and its application in anode-free lithium batteries”中，Li₂C₄O₄微球可以释放额外容量、产生 CO₂提高电池稳定性以及在碳边缘生成碳桥提高电池的倍率性能。

2. 富锂正极材料

“高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制”中采用商业化富锂镍酸锂（Li₂NiO₂，LNO）作为正极补锂添加剂，提高了磷酸铁锂电池的性能。

“锂离子电池预锂化补锂策略研究进展”中提到富锂正极材料是一种预锂化补锂措施。

3. 富锂预锂化试剂

“锂离子电池预锂化补锂策略研究进展”中提到富锂预锂化试剂是一种预锂化补锂措施。

4. 惰性锂金属粉

“锂离子电池预锂化补锂策略研究进展”中提到惰性锂金属粉是一种预锂化补锂措施。

5. 含锂有机溶液

“锂离子电池预锂化补锂策略研究进展”中提到含锂有机溶液是一种预锂化补锂措施。

6. 羧甲基纤维素锂（CMC-Li）

“补锂粘结剂羧甲基纤维素锂（CMC-Li）的合成与应用研究”中，CMC-Li 作为锂离子电池负极粘结剂表现出优秀的悬浮和分散性能，不与电解液发生反应，稳定性好。同时，可以提高电极的压实密度、吸液速率和吸液量，减少极化现象，降低内阻，减少物理反弹，提高充放电比容量、剥离强度、首效和循环寿命，有着非常优秀的补锂效果。

7. 草酸锂（Li₂C₂O₄）

“基于草酸锂的补锂研究及其在硅基锂离子电池中的应用”中，草酸锂因其低理论氧化分解电位、高化学稳定性以及高比容量等优势而成为一种优异的正极补锂试剂。通过冷冻干燥法得到纳米级冻干草酸锂（FD-Li₂C₂O₄，＜100nm），引入催化剂碳化二钼（Mo₂C）提高草酸锂氧化分解反应动力学，将 Li₂C₂O₄的氧化分解电位降至 4.21V，可满足目前锂离子电池常用高压正极材料的预锂化需求，能够有效弥补硅负极造成的大量不可逆容量损失，提高电池能量密度与循环寿命。

综上所述，锂离子电池补锂技术在提高电池容量、改善循环寿命、不同电池体系以及不同补锂材料中都有着广泛的应用。随着技术的不断发展，相信补锂技术将在锂离子电池领域发挥更加重要的作用。

参考文献：

Multifunctional lithium compensation agent based on carbon edges catalysis and its application in anode-free lithium batteries Yingjie Wu
硅的电化学储锂性能技术挑战 周忠仁
锂离子电池预锂化补锂策略研究进展 宗菲菲
补锂粘结剂羧甲基纤维素锂(CMC-Li)的合成与应用研究 邱磊
高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制 姜媛媛
基于草酸锂的补锂研究及其在硅基锂离子电池中的应用 张策