下一代锂离子电池将采用更高容量的硅基负极材料，与石墨负极相比较，其低的首次库伦效率（即首次循环过程中更多的锂损失）严重限制了锂离子电池实际容量和能量密度提升。预锂化技术能补偿锂离子电池首次循环过程中的锂损耗，提升锂电池的可逆容量和能量密度。其中正极预锂化相对于其他预锂化方法操作简便、所涉及的预锂化材料相对于其他预锂化材料化学性质稳定、锂补偿容量高。因此，开发一种具有较高比容量和环境稳定性，且与现代电池制造技术相匹配的正极预锂化添加剂具有重要的应用价值。

本研究工作综合考虑了正极预锂化添加剂材料的化学稳定性与锂补偿容量两方面因素，利用氟氧铁化合物与熔融锂发生反应，制备了一种具有高比容量（550 mAh/g）的正极预锂化添加剂（Fe/LiF/Li2O复合材料）。研究发现，该预锂化添加剂在锂离子电池充放电电区间范围内发生逆转换反应 （3Fe + 3LiF + 3Li2O ® Fe2O3 +FeF3 + 9Li++ 9e-），高锂离子容量能够从材料中不可逆脱出，显示了较好的锂补偿功能。而且由于LiF在材料结构中的均匀分布使材料整体表现出了较好的化学稳定性，在商业电解液中浸泡72小时后未发现Fe的溶出现象，在空气中放置48小时后仍具有较高的比容量 （359 mAh/g）。将少量Fe/LiF/Li2O（< 5 wt%）添加到商业电池广泛使用的LiCoO2、LiFePO4以及三元正极材料中，显示了较好的预锂化性能，电池的首次充电比容量提升了15%-20%。正极预锂化添加剂的加入对电池的充放电性能和循环稳定未发现负面影响。另外，该正极预锂化添加剂与现代工业制备电池正极极片技术具有较好的相容性，这为其广泛应用于电池工业提供了可能性。相关工作以“Metal/LiF/Li2O nanocomposite for battery cathode prelithiation: Tradeoff between capacity and stability”为题发表在国际纳米材料和纳米技术领域顶级期刊Nano Letters上。