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需求背景

背景：

       众所周知，锂/钠离子电池的循环或贮存寿命和其内部存在的可参与“正负极氧化还原反应的锂/钠离子”(后称活性锂/钠)的数量强相关。电池寿命的衰减往往伴随着活性锂的损失和阻抗的增长，其中抑制阻抗增加的各种热力学、电化学方案已被深入研究和部分应用，而抑制活性锂损失的方案，因受材料化学体系搭配综合特性的限制，而进展缓慢。

电池内活性离子主动补给策略另辟蹊径，其主要思路为在活性离子损耗速度很难被进一步“节流”的现实条件下，通过“开源”的方案，将“活性离子”预存于电池部件中，并在电池的首次化成或者全生命周期各阶段中，实现可控地、主动地释放，用以弥补电池老化过程中活性离子数量的减少，在提高充放电效率、能量密度的同时，延长电池的循环和日历寿命。上述方案，早在十几年前即被业界提出并开始研究，截止目前仍多停留在实验室或方案规划阶段，工程技术难题未获得突破，所以几乎未在批量产品中应用。

近年来，伴随着市场端对高性价比的电化学储能器件的旺盛需求，安全性高、能量密度适中、寿命相对较长、性价比较高的磷酸铁锂电池正逐渐成为电化学储能市场的主流。然而，如何进一步降低锂离子电池全生命周期的储能成本，进一步提升移动式储能用电池的能量密度是二次电池的永恒追求，其中降低电池全生命周期储能成本的最有效方案就是在一次投入成本相当的前提下，进一步延长电池的使用寿命。

需解决的主要技术难题

        延长电池的使用寿命是降低全生命周期储能成本的重中之重，而活性离子主动补给技术是延长电池使用寿命的有效和实用手段，因而如何突破活性离子主动补给的工程化难题，已经成为电池行业的研究焦点。

期望实现的主要技术目标

1.活性离子主动补给量的设计。对目标电化学材料体系，需要研究并实现:

（1）在综合工况条件下“活性锂消耗速率”的测定；

（2）各温度条件下充电安全窗口的测定；

（3）在首次充放电过程中正负极容量配比（N/P比）的安全窗口；

（4）全生命周期不同阶段（至少包含BOL和EOL）状态下的电化学特性和安全特性的DOE实验，从而实现补锂量的优化。

2.活性离子主动补给操作安全性和均匀性的难题。对目标电化学材料体系，需要开发:

（1）确保“活性离子”在装配进电池前处于安全状态的工艺和设备，这也是最早提出的“负极侧补锂”迟迟未能工程化实施的“卡脖子”工程难题，需要开发。

（2）确保“活性离子”在转配到电池部件时是均匀的工艺和设备，如果“活性离子”出现局部过量或局部不足的问题，小则降低补给效果甚或适得其反，大则造成电池安全性下降的问题。

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