動力電池預(yù)鋰化專題：正極易于負極鐵酸鋰為經(jīng)濟性最優(yōu)選擇

動力電池預(yù)鋰化專題：正極易于負極，鐵酸鋰為經(jīng)濟性最優(yōu)選擇一、為什么要發(fā)展預(yù)鋰化：高端動力電池放量在即1.1為何補鋰：鋰電池首次充放電活性鋰損失導(dǎo)致ICE下降鋰離子電池的首次充放電階段，在負極材料的界面會形成主要成分為鋰鹽的固態(tài)電解質(zhì)界面（SolidElectrolyteInterface，簡稱SEI）。形成SEI膜是一個不可逆的過程，活性鋰永久損失造成電首次循環(huán)的庫倫效率

（ICE）降低。因此，在鋰離子電池工作之前，向電芯中摻入犧牲性添加劑等預(yù)鋰化（也就是“補鋰”）技術(shù)路線應(yīng)運而生。1.2哪些電池需要補鋰：硅基負極或有高達30%不可逆鋰損耗絕大部分鋰離子電池都面臨SEI膜形成的問題，但程度不同。鋰電池負極材料種類主要包括三類：嵌入脫出負極材料如商用石墨等、轉(zhuǎn)化型負極材料、合金負極材料；而這三類負極材料都會面臨SEI膜形成的問題，活性鋰損失導(dǎo)致ICE下降。目前商用石墨為主流負極材料，但其比容量已接近極限。根據(jù)水桶的短板效應(yīng)，過去提升鋰電池能量密度的研究方向主要在于正極材料，但正極材料尤其是高鎳三元能量密度大幅提升后，重點轉(zhuǎn)向了負極材料；目前石墨負極比容量已接近極限，比容量為石墨10倍的硅材料被認為是理想替代品。1.3需要考慮的因素：程度、分解產(chǎn)物、時間、兼容性以及價格為了保證補鋰安全性以及經(jīng)濟性等，預(yù)鋰化主要需要考慮以下五方面因素：預(yù)鋰化程度：不充分的鋰化不能充分提高ICE，而過度鋰化會造成Li枝晶，即會在負極表面結(jié)晶形成樹枝狀金屬鋰，“鋰枝晶”生長到一定程度便會刺破隔膜，造成鋰電池內(nèi)部短路，影響安全，因此預(yù)鋰化程度需與正極材料匹配。二、什么是可工業(yè)化且最經(jīng)濟的補鋰方式：正極補鋰劑鐵酸鋰，負極需觀察成本變化2.1制備端：正極預(yù)鋰化在制備端較負極預(yù)鋰化更容易預(yù)補鋰技術(shù)主要分為兩種：正極預(yù)鋰化和負極預(yù)鋰化。負極預(yù)鋰化即在負極中引入活性鋰，用于補償其因SEI生長引起的容量損失；主要有化學(xué)法、電化學(xué)法等預(yù)鋰化技術(shù)路線。正極預(yù)鋰化是在正極預(yù)先加入活性鋰可以向負極釋放鋰離子，補充首次充放電過程中的不可逆容量，主要有添加劑、過度鋰化正極材料等方法。生產(chǎn)工藝的差別：正極制備較負極更易負極預(yù)鋰化：與Li直接接觸與現(xiàn)有的電池產(chǎn)線不兼容且改造成本較高；

添加劑部分活性鋰化試劑能夠在潮濕環(huán)境下使用，與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝高度兼容；電化學(xué)法負極預(yù)鋰化后需要頻繁電池拆卸、重新組裝，工業(yè)化生產(chǎn)較難。正極預(yù)鋰化：添加劑操作簡便、成本較低且可以直接在正極漿料的勻漿過程中添加，無需額外工藝改進；過嵌鋰正極材料需要額外的生產(chǎn)步驟來制備。2.1.1負極預(yù)鋰化：化學(xué)法是實現(xiàn)負極預(yù)鋰化工業(yè)化最有希望和現(xiàn)實意義的方法就目前負極預(yù)鋰化存在的問題及業(yè)內(nèi)各企業(yè)解決辦法，化學(xué)法或是實現(xiàn)負極預(yù)鋰化工業(yè)化最有希望和現(xiàn)實意義的方法。方法一：化學(xué)預(yù)鋰化，包括與金屬Li直接接觸及添加劑法。1.與金屬Li直接接觸：主要包括金屬鋰箔、鋰粉補鋰。1)鋰箔：在電解液存在的情況下將金屬Li箔與電極材料直接接觸，由于金屬Li和電極材料之間存在電勢差，電子會流向電極材料，電解液中Li+會進入電極材料得到電子。該方法雖然簡便快捷，但是缺乏對鋰化速率和鋰化程度的控制，并且受限于電解液的揮發(fā)和金屬Li在空氣中的高活性。解決

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鋰化速率及程度不易控制的問題。億緯鋰能專利CN113707954A（2021）通過在負極極片表面構(gòu)建一層帶有缺陷的固態(tài)電解質(zhì)層（包括鋰磷氧氫LiPON電解質(zhì)層、聚合物電解質(zhì)層或氮化鋰Li3N電解質(zhì)層中的至少一種），即極片表面的電解質(zhì)層不完整，帶有大量的孔隙，既不影響鋰離子遷移又可降低反應(yīng)速率，并且該固態(tài)電解質(zhì)層還可以在一定程度上起到保護預(yù)鋰化負極極片的作用。2)鋰粉：穩(wěn)定化金屬鋰粉末（SLMP，表面包覆2-5%的碳酸鋰Li2CO3）表面鈍化膜的存在使之穩(wěn)定方便，但其需要在干燥空氣條件下使用，且成本也較高。解決：需在干燥空氣中使用的問題。比亞迪專利CN114122368A

（2020）提出一種具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括金屬鋰顆粒和包裹金屬鋰顆粒的有機物（有機酯、酸酐或醚類），1.該有機物在80℃以下為固態(tài)，且當(dāng)補鋰材料應(yīng)用于鋰電池時，其能溶解于電解液；2.有機物的包覆有效阻止了鋰在極片制備過程中與空氣的反應(yīng)，因此降低了對工藝水平和環(huán)境條件的要求，成本降低，安全隱患也減少。與Li直接接觸的其他問題（死鋰）：將補鋰材料壓按或涂覆于負極材料表面，當(dāng)鋰金屬與負極如石墨不接觸或最接近負極材料的補鋰層消耗掉以后，容易形成死鋰大幅降低補鋰效率，還有可能形成枝晶，造成安全隱患。解決：補鋰效率低、枝晶問題。比亞迪專利CN112993251A（2021）提供一種補鋰材料，該補鋰材料包括金屬鋰顆粒和導(dǎo)電材料（碳材料，選自碳納米管、碳纖維和石墨烯中的至少一種），1.其可以透過導(dǎo)電材料實現(xiàn)鋰金屬顆粒與負極材料的電子傳導(dǎo)，增加電子傳導(dǎo)的通道，2.同時有助于Li+的傳輸，實現(xiàn)Li+的快速嵌入，使補鋰效率顯著提升，從而有效抑制死鋰的形成，避免形成枝晶刺穿隔膜而造成安全隱患。2.添加劑：選用合適的化學(xué)試劑并優(yōu)化反應(yīng)條件能夠?qū)崿F(xiàn)對負極材料的直接高效預(yù)鋰化，如合金材料Li22Z5（Z=Si、Ge、Sn，etc），但反應(yīng)活性較高，制備和添加都需要在氬氣保護的氛圍下進行，且與極性溶劑不兼容。方法二：電化學(xué)預(yù)鋰化，包括原位預(yù)鋰化與非原位預(yù)鋰化。負極材料與Li片組裝半電池。鋰化程度可控，但存在1.首次充放電反應(yīng)復(fù)雜，涉及電解液復(fù)雜的化學(xué)變化，很難做到精確的補充；2.預(yù)鋰化負極在空氣中不穩(wěn)定，化學(xué)反應(yīng)活性高，需要在惰性氣體條件下進行后續(xù)電池制造；3.繁瑣的電池拆卸、重新組裝等問題。解決：難精確補充問題。比亞迪專利CN216054872U（2021），通過提出一種儀器設(shè)備組合聯(lián)用的方法，基于在線監(jiān)測系統(tǒng)、氣相色譜儀、氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀等儀器，在電化學(xué)補鋰過程中監(jiān)測及實時調(diào)控補鋰過程中的電解液成分的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對電化學(xué)補鋰過程進行管控。2.1.2正極預(yù)鋰化：鐵酸鋰及鎳酸鋰實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，尋找具有高過鋰化容量的正極材料較難方法一：過嵌鋰的正極材料：具有化學(xué)或電化學(xué)活性，并可以在第一次循環(huán)中進一步釋放多余的鋰，以轉(zhuǎn)化或嵌入負極的形式補償負極的活性鋰損失。優(yōu)勢：過鋰化正極材料在去鋰化后，正極不會有非活性殘留物，不會影響電池的比能量密度；缺點：并非所有過度鋰化的正極材料都適用，并且尋找具有高過鋰化容量的正極材料較難。方法二：添加劑（正極補鋰材料）。正極添加劑補鋰是在正極合漿過程中添加少量高容量材料，在充電過程中，Li+從高容量材料中脫出補充容量損失。優(yōu)勢：添加劑可以直接在正極漿料的勻漿過程中添加，因此只需較少工藝改進，更適合現(xiàn)在的鋰離子電池制造工藝；缺點：如果在脫鋰時添加劑沒有完全分解，在正極材料中可能會有非活性殘留物。完美的正極補鋰材料需要滿足4點基本要求：

1)脫鋰電位低于正極材料電壓上限，嵌鋰電位低于正極材料電壓下限，即需要添加劑在電池工作電壓內(nèi)不可逆脫鋰。2)補鋰材料應(yīng)具有高的比容量和體積能量密度以保證高效的預(yù)鋰化。3)補鋰材料應(yīng)與現(xiàn)在通用的制作工藝和電池體系兼容，即需要補鋰材料及其分解產(chǎn)物在傳統(tǒng)電解液中是穩(wěn)定的，不會引起鋰離子電池的性能惡化。4)補鋰材料具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，即在空氣或較干燥的環(huán)境下需保持穩(wěn)定。鐵酸鋰（Li5FeO4）及鎳酸鋰（Li2NiO2）滿足完美正極補鋰材料4點要求，但對于預(yù)鋰化需考慮的5方面因素的預(yù)鋰化程度及其分解產(chǎn)物方面仍存在些許問題。添加劑主要分為三類：二元含鋰化合物、三元含鋰化合物以及犧牲性鋰鹽。二元含鋰化合物：如氮化鋰（Li3N）、硫化鋰（Li2S）等，理論比容量高，少量添加就可實現(xiàn)補鋰效果，但是化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，硫化鋰、氮化鋰等還具有毒性，此外，脫鋰產(chǎn)生的副產(chǎn)物如N2、O2等氣體需要排出，否則會影響電池容量等性能。三元含鋰化合物：如鎳酸鋰（Li2NiO2）、鐵酸鋰（Li5FeO4）等，除鐵酸鋰（Li5FeO4）（理論容量870mAh/g）外，通常其容量低于二元含鋰化合物，滿足完美正極補鋰材料4點要求。犧牲性鋰鹽：雖氧化分解無殘留，但預(yù)鋰化過程會生成氣體N2、CO2等，需要在氣體完全釋放后對電池進行密封，不利于工業(yè)生產(chǎn)。鎳酸鋰（Li2NiO2）：1.首次循環(huán)中，電壓范圍3.5-4.4V，充放電容量分別為340mAh/g、83mAh/g（庫倫效率CE=24%），意味著LNO中有76%不可逆的Li+可用于預(yù)鋰化；2.第二次循環(huán)充放電容量分別為76mAh/g、74mAh/g（庫倫效率CE=97%），在一定程度上允許可逆地嵌鋰和脫鋰，因此，LNO不僅可以作為簡單的預(yù)鋰劑，還可以作為額外的活性材料。但是鎳酸鋰在空氣中不穩(wěn)定，會發(fā)生快速分解反應(yīng)。鐵酸鋰（Li5FeO4）：1.首次循環(huán)中，電壓范圍2.5-4.7V，充放電容量分別為678mAh/g、110mAh/g（庫倫效率CE=16%），意味著LFO中有84%的不可逆的Li+可用于預(yù)鋰化，對應(yīng)4個Li+脫嵌，提取Li+后引起了結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致不可逆，沒有明顯的副反應(yīng)；2.由于在Li+預(yù)摻雜的過程中，只有一次充電到4.7V高電壓，此后都在低于3.9V的電壓下工作，脫鋰后鐵酸鋰的結(jié)構(gòu)為LiFeO2不會再參與電化學(xué)反應(yīng)，因此，對于鐵酸鋰在循環(huán)過程中釋放的O2較少，因而導(dǎo)致的安全問題不會很嚴重。鐵酸鋰V.S鎳酸鋰：根據(jù)深圳研一鎳酸鋰及鐵酸鋰產(chǎn)品參數(shù)對比，其鐵酸鋰純度、首充容量、補鋰容量以及能量密度更高，但同時殘堿量較鎳酸鋰也更高。預(yù)鋰化V.S無預(yù)鋰化（利用鐵酸鋰預(yù)鋰化）：可以看出摻雜LFO可顯著提高充放電效率以及能量密度，Park等人運用LFO補鋰劑對其設(shè)計的電池進行補鋰，電池容量增加約為33.33%，但在實際工業(yè)化生產(chǎn)中容量提高小于該值。負極金屬鋰V.S正極鐵酸鋰：負極預(yù)鋰化與正極預(yù)鋰化的對比，可以看出利用鐵酸鋰預(yù)鋰化比利用金屬鋰預(yù)鋰化的電池在循環(huán)200次后的循環(huán)穩(wěn)定性以及容量更優(yōu)；利用鐵酸鋰預(yù)鋰化后的電池能量密度更高。鐵酸鋰及鎳酸鋰的工業(yè)化之路難點之一：制備（如殘堿問題）和使用鎳酸鋰：從小試階段到中試階段再到工業(yè)化生產(chǎn)較難，成本也相應(yīng)提高，主要在于：

1）制備方面：燒結(jié)類似三元材料，需要控制氣氛（嚴格控制材料與空氣的接觸），否則會導(dǎo)致殘堿率較高、粒徑較大以及比表面積較小等問題，不利于鋰離子在材料中的脫出和嵌入；

2）高富鋰材料，使用條件較苛刻：其腐蝕性、吸水性很強，材料顆粒之間具有較強的團聚效應(yīng)，且極其容易氧化，因此在使用過程中必須嚴格控制水分含量，一旦吸水會生成大量的殘堿，損耗設(shè)備。解決：復(fù)合鋰鹽產(chǎn)生協(xié)同作用提高純度，降低殘堿量。如深圳研一生產(chǎn)鎳酸鋰的相關(guān)專利（CN113571781A，2021），其運用符合比例要求的復(fù)合鋰鹽燒結(jié)后作為鋰源產(chǎn)生協(xié)同作用，比使用單一鋰源純度高、殘堿量低，最終得到鎳酸鋰純度>95%，殘堿總量<3%。復(fù)合鋰源：燒結(jié)過程中，當(dāng)溫度>450℃時，氫氧化鋰（LiOH）會熔解成液體帶動鋰源擴散，增加氧化鋰（Li2O）與鎳源之間的接觸，使反應(yīng)更加充分，而微量的碳酸鋰（Li2CO3）有利于氫氧化鋰（LiOH）以及氧化鋰（Li2O）在燒結(jié)過程中協(xié)同擴散。若單純以氧化鋰（Li2O）作為鋰源：其熔點高達1567℃，在整個燒結(jié)過程中均為固相狀態(tài)，所提供的鋰只能通過固相擴散反應(yīng)，動力學(xué)上反應(yīng)較慢且反應(yīng)程度有限；若單純以氫氧化鋰（LiOH）作為鋰源：會在燒結(jié)過程釋放大量水分，導(dǎo)致鎳酸鋰結(jié)塊嚴重難加工，降低純度及增加殘堿含量；工藝壁壘：復(fù)合鋰鹽并非簡單混合而是經(jīng)燒結(jié)制成（固相法），簡單混合各原料（Li2O、LiOH、Li2CO3）之間仍為分離的物質(zhì)，在燒結(jié)過程不能起到良好的協(xié)同作用，LiOH溶解后流動帶來的鋰源擴散面有限，Li2O所提供的鋰源仍為固相擴散狀態(tài)。鐵酸鋰：

工藝壁壘較高，工藝摸索時間較長，主要在于：1.制備方面：1）殘堿問題：燒結(jié)過程中會加入過量的碳酸鋰或氫氧化鋰，且燒結(jié)溫度較低（<700℃），過量的鋰源無法再燒結(jié)使完全消耗2）容易得到多種晶型混合材料導(dǎo)致鐵酸鋰純度低：如Li5Fe5O8、LiFeO2、Li5FeO4；3）粒徑不合適很難真正保證鋰離子電池的電化學(xué)性能：粒徑太大，大顆粒堆積中無小顆粒填充，空隙率較大，材料的振實密度較低，進而導(dǎo)致能量密度較低，還可能在全電池卷繞或疊片過程中正極片對隔膜刺穿，形成安全隱患；粒徑太?。{米級），其表面能高，粒徑易團聚，混料不均勻，表面易發(fā)生副反應(yīng)，因此粒徑大小要合適，杉杉能源專利CN112028126A制備的粒徑在0.8-2.6μm之間，粒徑分布更均勻，結(jié)晶質(zhì)量更好，純度更高；2.高富鋰材料，使用條件較苛刻：同鎳酸鋰一樣，在使用過程中必須嚴格控制水分含量。解決：德方納米專利CN112117433A（2020）采用液相法，將鐵源、鋰源和有機酸在含水溶劑中混合得到粒徑較小的氫氧化鐵膠體，其擁有獨到的生產(chǎn)工藝，如冰浴、攪拌及加熱氣氛等，僅需一次燒結(jié)即可得到純度較高

（≥98%）的鐵酸鋰。鐵酸鋰以及鎳酸鋰在制備過程中都存在的殘堿問題，對于電池生產(chǎn)而言，殘堿在高電壓下分解會產(chǎn)生氣體導(dǎo)致電池脹氣影響安全。正極材料表面的堿性化合物主要來源于兩個方面：1.生產(chǎn)過程中，會有少量Li剩余，高溫下以氧化鋰（Li2O）形式存在，溫度降低后氧化鋰（Li2O）會吸附空氣中的二氧化碳（CO2）生成碳酸鋰（Li2CO3）和氫氧化鋰（LiOH）等2.材料表面的活性氧離子會和空氣中的二氧化碳（CO2）和水反應(yīng)生成碳酸根（CO32-），同時Li+遷移到材料表面生成碳酸鋰（Li2CO3）。殘堿影響電池安全性能。補鋰劑表面堿性物質(zhì)主要成分為碳酸鋰

（Li2CO3），此外還有硫酸鋰（LiSO4）、氫氧化鋰（LiOH），在高電壓下分解會產(chǎn)生CO2氣體導(dǎo)致電池脹氣，帶來安全隱患。解決：通過梳理專利，各企業(yè)對于殘堿問題主要通過運用復(fù)合鋰鹽產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)、在電解液加添加劑、增加水洗工藝以及包覆等手段來解決。1.在電解液中加添加劑。如遠景動力（CN113745459A，2021）通過在制備正極漿料的過程中添加弱酸或/和弱酸酸酐來中和補鋰材料中的殘堿，通過實施例1-2與對比例1-2對比可以看出，加入弱酸和弱酸酸酐后更有利于堿度中和，降低漿料粘度，且明顯降低殘堿量。、2.增加水洗工藝。如遠景動力（CN113937254A，2021）通過增加水洗工藝顯著降低了正極補鋰添加劑材料的殘堿值，并且通過調(diào)控水洗工藝參數(shù)，進一步降低殘堿值。鐵酸鋰及鎳酸鋰的工業(yè)化之路難點之二：選擇合適添加量達到正負極效率匹配。正極補鋰可以很好解決負極補鋰存在的問題，但是過多的預(yù)鋰化量需要負極過量比加大，會導(dǎo)致負極面密度過大影響電池的倍率性能，正極能量密度偏低，因此為了達到正負極效率的匹配且最大化電池能量密度，需要選擇合適的補鋰劑含量。解決：遠景動力專利CN113903906A（2021）提供了一種直觀測量補鋰劑最佳添加量的方法。該發(fā)明綜合考慮了電芯能量密度、補鋰效率與均漿工藝可行性，通過監(jiān)測負極活性物質(zhì)XRD不同衍射峰的半峰寬以及負極膜片電阻來確定最佳補鋰含量。2.1.3各企業(yè)專利：電池廠主做負極預(yù)鋰化，正極廠主做正極預(yù)鋰化目前各企業(yè)補鋰相關(guān)專利布局主要圍繞正極添加劑、負極添加劑以及與金屬Li接觸等技術(shù)路線。德方納米提供一種低雜質(zhì)鐵酸鋰制備方法，步驟簡單易行，適合工業(yè)化生產(chǎn)。深圳研一專利覆蓋正極/負極預(yù)鋰化方法，其制備鎳酸鋰純度＞95%，制備方法簡單，容易控制，成本低，環(huán)保，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。國軒高科補鋰專利主要涉及與金屬Li接觸的負極預(yù)鋰化方法，也涉及一種氧化鋰Li2O正極添加劑的預(yù)鋰化方法。2.2經(jīng)濟性方面：正極添加劑補鋰>負極預(yù)鋰化2.2.1正極補鋰經(jīng)濟性：鐵酸鋰>鎳酸鋰以鐵酸鋰/鎳酸鋰為例：假設(shè)鋰源為碳酸鋰（Li2CO3），鐵源為九水硝酸鐵

（Fe(NO3)3〃9H2O），鎳源為氧化亞鎳（NiO）的情況下，根據(jù)我們計算，理論上，生產(chǎn)1噸鐵酸鋰（Li5FeO4）需要約2.61噸九水硝酸鐵

（Fe(NO3)3〃9H2O）以及1.19噸碳酸鋰（Li2CO3）；

理論上，生產(chǎn)1噸鎳酸鋰（Li2NiO2）需要約0.71噸碳酸鋰（Li2CO3）以及0.71噸氧化亞鎳（NiO）。正極補鋰劑：鐵酸鋰比鎳酸鋰經(jīng)濟性更好。預(yù)鋰化與鋰價高度相關(guān)，未來伴隨鋰價格下降，降本空間較大。根據(jù)我們計算，假設(shè)鎳酸鋰價格為50-70萬元/噸時，在正極材料中添加鎳酸鋰3-4%，NCM811電池能量密度提升2%左右，成本增加約為2.43-4.54%；

假設(shè)鐵酸鋰價格為70-100萬元/噸時，鐵酸鋰添加1-2%，LFP電池能量密度提升5-6%，成本增加約為2.32-6.62%。2.2.2負極補鋰經(jīng)濟性：鋰箔補鋰>鋰粉補鋰負極預(yù)鋰化與現(xiàn)有的電池產(chǎn)線不兼容，生產(chǎn)變動成本較高。根據(jù)各公司生產(chǎn)設(shè)備專利，負極鋰箔或鋰粉補鋰需要特定補鋰設(shè)備，如寧德時代專利CN214428674U（2021）申請一種補鋰設(shè)備，用于將鋰膜覆合于極片，其制造比正極添加劑更復(fù)雜、制造成本要比正極高，通過產(chǎn)業(yè)鏈分析，通常情況下，負極預(yù)鋰化設(shè)備成本將增加10-15%左右。此外，金屬鋰的價格較高，尤其是穩(wěn)定性金屬鋰粉（SLMP）價格昂貴，基本在2000-3000美元/千克，因此，鋰粉補鋰成本高于鋰箔補鋰。2.2.3投資強度：年產(chǎn)1萬噸鐵酸鋰，投資約為10-14億元固相法易制備，但雜質(zhì)較高。高溫固相法通過將兩前驅(qū)體（氫氧化鋰LiOH或氧化鋰Li2O、氧化鐵Fe2O3）按照一定摩爾比進行固相混合、研磨、燒結(jié)即可得到Li5FeO4，但該方法要求Fe2O3的粒徑足夠小，存在需要多次燒結(jié)、燒結(jié)反應(yīng)不充分以及產(chǎn)物雜質(zhì)含量較高等問題。液相法較制備略復(fù)雜，但雜質(zhì)較少。液相法將鐵源、鋰源和有機酸在溶劑中混合后加熱得到前驅(qū)體溶液，再進行干燥、燒結(jié)可得到純度較高的鐵酸鋰，其中，鋰源可采用工業(yè)級碳酸鋰降成本。液相法投資強度：德方納米液相法制備補鋰劑，年產(chǎn)1萬噸鐵酸鋰，根據(jù)德方納米投資項目公告，生產(chǎn)所需投資約為10-14億元。三、補鋰劑未來在哪：鎳酸鋰邁出第一步，更經(jīng)濟的鐵酸鋰為第二代，負極需觀察產(chǎn)業(yè)鏈成本變化3.1對于市場

：高端電池放量后，滲透率將快速提升預(yù)鋰化市場空間：高端動力電池對補鋰的需求，將推動補鋰劑的滲透率快速提升，我們預(yù)計，2023年滲透率將達12%，正極補鋰劑需求有望達4.04萬噸。3.2對于行業(yè)：高端動力電池放量在即，補鋰劑迎來放量契機高端動力電池放量在即，補鋰劑迎來放量契機。高端動力電池尤其是高鎳三元配硅碳負極即將放量，我們預(yù)測到2025年硅基負極需求量有望將超50萬噸。3.3對于公司：存在驗證壁壘、經(jīng)濟性壁壘以及工藝壁壘未來展望：具有工藝know-how壁壘及經(jīng)濟性壁壘的頭部企業(yè)至少領(lǐng)先還未量產(chǎn)企業(yè)2-3年。驗證壁壘：驗證周期較長，進入壁壘較高。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈通常情況，預(yù)鋰化驗證周期短則半年長則1-1.5年，先通過測試且量產(chǎn)的企業(yè)搶占市場，鞏固其擁有的生產(chǎn)專利先發(fā)優(yōu)勢，客戶轉(zhuǎn)換成本高，從而擁有較強護城河。經(jīng)濟性壁壘：產(chǎn)品差異化程度較高，經(jīng)濟性差別較大。不同預(yù)鋰化方式的經(jīng)濟性差別較大，產(chǎn)品差異化程度較高，如正極補鋰劑鐵酸鋰較鎳酸鋰經(jīng)濟性更好。對于企業(yè)來講，生產(chǎn)出經(jīng)濟性更好的預(yù)鋰劑將構(gòu)筑較高經(jīng)濟性壁壘。如德方納米生產(chǎn)鐵酸鋰，僅需一次燒結(jié)即可得到純度較高的鐵酸鋰，有效降低了生產(chǎn)成本；且鐵源為九水硝酸鐵（Fe(NO3)3·9H2O）、六水氯化鐵（FeCl3·6H2O）、硫酸鐵（Fe2(SO4)3）中的任意一種，成本較低，也有利于降低鐵酸鋰的生產(chǎn)成本。專利壁壘：補鋰劑無通式化合物專利壁壘。通式化合物專利一般是指藥品專利，該類型專利一旦獲得授權(quán)則是對化學(xué)物質(zhì)或藥物活性分子（API）的絕對保護，通常難以規(guī)避。四、誰能生產(chǎn)出好的補鋰劑：兩超多強，研一已量產(chǎn)，德方預(yù)計于4Q22-1Q23量產(chǎn)4.1終端：新能源車開始搭載“摻硅補鋰”動力電池新能源車開始搭載“摻硅補鋰”動力電池。特斯拉采用硅基負極的4680電池已經(jīng)量產(chǎn)，其首款搭載4680電池的ModelY也即將交付；電池廠如

寧德時代以及比亞迪等在加速研發(fā)，根據(jù)專利，電池廠補鋰技術(shù)路線主要集中在負極預(yù)鋰化，其高能量密度以及高循環(huán)的高端動力電池都會添加補鋰劑，而正極廠如德方納米、深圳研一等補鋰技術(shù)路線主要集中在正極預(yù)鋰化；目前呈兩超多強局面，深圳研一已實現(xiàn)量產(chǎn)，德方納米處于產(chǎn)能建設(shè)階段，其他廠商如比亞迪、億緯鋰能、國軒高科、遠景動力、杉杉能源以及珠海冠宇等已布局大量補鋰相關(guān)專利。4.2車廠&電池廠：特斯拉、比亞迪4.2.1

特斯拉：預(yù)鋰化在應(yīng)用以及技術(shù)層面都有助推力應(yīng)用層面：硅基負極+預(yù)鋰化。特斯拉采用硅基負極的4680電池已經(jīng)量產(chǎn)，其首款搭載4680電池的ModelY也即將交付。技術(shù)層面：干電極+預(yù)鋰化。特斯拉收購Maxwell兩年后出售，但保留其干電極技術(shù)，該技術(shù)不僅利于負極預(yù)鋰化也利于正極預(yù)鋰化。4.2.2

比亞迪：超強技術(shù)儲備，補鋰相關(guān)專利20余項超強技術(shù)儲備，補鋰相關(guān)專利20余項。公司補鋰相關(guān)專利20余項，最早可追溯到2004年，根據(jù)申請時間，2020年至今共申請16項補鋰相關(guān)專利，主要為負極預(yù)鋰化，包括發(fā)明一種補鋰材料避免形成死鋰而造成枝晶現(xiàn)象。通過核殼結(jié)構(gòu)解決金屬鋰粉末活性高難應(yīng)用的問題。通過儀器設(shè)備組合聯(lián)用對補鋰池中電解液成分精準調(diào)控實現(xiàn)對電化學(xué)補鋰過程進行管控解決無法精準補充鋰的問題。通過提供一種補鋰集流體解決現(xiàn)有的在負極上磁控濺射形成的薄膜致密不利于電解液浸潤和鋰離子的擴散且補償能力低的問題。4.2.3其他：國軒高科等國軒