Nature：锂富集正极“快速化成”挑战电池制造中的慢速首循环惯例

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-06-18T20:30:00+08:00 · 更新 2026-06-18T20:37:37+08:00

核心结论

Nature 6 月 17 日发表厦门大学等团队论文，研究锂富集层状氧化物正极在电池制造初始化成阶段的结构演变。论文称，传统低倍率化成并非总是必要，深度脱锂可能造成脆弱锂缺陷基体和容量衰减；将初始充电倍率从 0.2C 提至 2C 后，可逆容量提高 20%、循环寿命延长超过 36%。这为缩短制造时间和降低成本提供机制线索，但仍需在实际全电池、生产节拍和质量控制中验证。

Nature 6 月 17 日在线发表论文《Fast formation to reinforce lithium-rich cathodes》，DOI 为 10.1038/s41586-025-09553-3。化成是锂离子电池制造中的关键早期步骤，通常通过低倍率充放电建立稳定的电极-电解液界面。这个过程耗时、占用设备并消耗能源，因此一直是电池工厂降本增效的难点；但如果加快化成损害寿命，制造端节省会被后续性能损失抵消。

这篇论文聚焦锂富集层状氧化物正极。Nature 摘要称，研究结果挑战了传统化成的必要性：对这类正极而言，慢速、深度脱锂反而可能缩短寿命。团队使用多尺度同步辐射表征等技术追踪初始充电后的结构变化，指出初始充电后残留锂离子对后续结构演化和循环性能很关键；过深脱锂会造成严重结构退化和容量损失，而快速化成留下的残留锂离子可通过类似“自钉扎”的效应增强可逆性，抑制有害晶格形变。

最直接的数字是，初始充电电流密度从 0.2C 调整到 2C 后，可逆容量提高 20%，循环寿命延长超过 36%。论文还称，这一思路可扩展到其他电极体系。对电池制造来说，如果某些材料体系确实不需要长时间低倍率化成，产线可以减少库存停留、设备占用和能耗；对材料研发来说，化成协议不只是工艺参数，也会主动塑造电极结构命运。

为什么重要，在于它把制造环节和材料机制连接起来。锂富集正极被看作高能量密度路线之一，但电压衰减、结构退化和循环稳定性长期限制应用。论文不是简单提出“更快充电”，而是说明快速化成可能避免某类初始结构伤害，这会促使电池企业重新评估不同正极材料的化成窗口，而不是沿用统一慢速流程。

不过，Nature 论文仍主要提供材料体系和机制层面的证据。真实工厂还要面对全电池配方、负极匹配、电解液体系、温控、安全窗口、批次差异和在线质检约束。后续观察点包括：这一协议能否在大容量软包/圆柱/方形电芯中复现，是否影响安全和气体生成，以及它对现有产线的节拍、良率和质保模型是否真的有净收益。

信息来源

• Nature 论文页面
• Nature DOI

可信度说明

来源为 Nature 同行评议论文页面，摘要给出发表日期、DOI、机制解释和关键性能数字；但公开可见内容不足以覆盖产业化条件，结论应限于所研究材料和实验体系，不能直接外推到所有锂离子电池产线，尤其不能替代全电芯安全和良率验证。

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