AFM：预锂化/预钠化在电化学储能系统里的研究进展

由于日益增长的能源需求以及急剧恶化的环境问题，开发出高安全性、价格低廉、能量密度高的电化学储能装置是目前面临的重大挑战。目前电化学储能系统的研究主要集中在高性能电极材料的设计以及构筑方面，在预锂化/预钠化方面的研究较少。重要的是，预锂化/预钠化是提升电化学储能系统性能，加速商业化电化学储能系统发展不可或缺的关键技术。预锂化/预钠化，即预嵌锂/预嵌钠，能够有效地补偿初始不可逆的容量损失，提升工作电压和增加电解液Li⁺/Na⁺离子浓度。虽然许多不同机制的预锂化/预钠化策略已经被研究报道，然而关于预锂化/预钠化方面的综述的报道较少，缺乏全面且系统地总结与分析，这极大地限制了研究工作者对预锂化/预钠化深入地了解，不利于预锂化/预钠化技术的发展。

近日，中南大学化学化工学院纪效波、邹国强课题组对目前电化学储能系统里已报道的预锂化/预钠化技术在定义、分类以及展望三个方面进行了总结归纳。

作者首先将预锂化/预钠化技术在电化学储能系统里的核心目的分成了三类：

（1）补偿锂/钠离子电池循环过程中初始容量的损失；

（2）解决锂/钠-硫和锂/钠-空气电池的安全问题；

（3）提升锂/钠离子电容器的工作电压和能量密度。

随后，作者将目前的预锂化/预钠化技术以操作方式的不同分成了三大类，并且详细地解释了其相应策略进而实现预锂化/预钠化的原因及过程：

（a）直接使用金属锂/钠；

（b）使用金属锂/钠的替代物；

（c）引入额外的添加剂。

预锂化/预钠化方法很重要，但是预锂化/预钠化过程也同样值得关注，深层次的预锂化/预钠化过程能够更好地指导以及改善预锂化/预钠化方法。因此，作者归纳了现有先进原位仪器对目前预锂化/预钠化过程以及预锂化/预钠化程度的研究情况。此外，作者还补充说明了预锂化/预钠化技术在电化学储能系统里额外的可行应用（如优化电极结构，改善粘黏剂性能，修饰隔膜特性，回收废电池）。本综述对预锂化/预钠化技术做了系统且深入的总结，还进一步阐述了预锂化/预钠化技术的发展前景、目前面临的挑战，为预锂化/预钠化技术的合理设计以及应用提供了指导性的方向。

相关论文“Prelithiation/Presodiation Techniques for Advanced Electrochemical Energy Storage Systems: Concepts, Applications and Perspectives”发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202005581)上。

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