未来三年,全固态电池技术和制造或将进入成熟期。氧化物、聚合物、硫化物三种主流路线中,谁会最先突破重围?
宁德时代首席科学家吴凯在2024年CIBF同期论坛给出的答案:硫化物!
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宁德时代:硫化物+锂金属负极+高性能正极+干湿法/电芯一体化成型宁德时代的策略是,用可逆双亲性分子疏水层包覆设计提高空气稳定性,开发新型合成路线和低含锂量材料降本。
吴凯认为,如果固态电池只是将电解质从液态变为固态,价值有限。所以适配新的材料体系,才是颠覆性的解决方案,比如全固态锂金属电池。
但是锂金属现有问题如何解决呢?宁德时代从两个方向入手,一是用相变自填充技术增强电解质结构抑制锂枝晶,二是亲锂性界面层设计构筑界面离子传输“高速公路”,以此来发挥锂金属负极的高性能。正极则采用单晶正极多层级全包覆技术提升界面结构稳定性,兼顾多功能复合粘接剂构筑高效稳定极片导电网络。制造工艺上,宁德时代打通干/湿法极片制备和电芯一体化成型工艺方案,建立10Ah级全固态电池验证平台。02.
在2024年重庆CIBF现场,卫蓝展出了一款车用106Ah半固态电池,负极将硅材料与碳材料掺杂,即硅碳负极材料。正极采用三元材料,并且掺杂百分之一的LATP固态电解质,采用固液混合的路线。该款电芯0.33C能量密度高于350Wh/kg,标称电压3.55V循环寿命超过1000周。目前已交付蔚来,并获得多家整车厂定点。针对固态电解质,卫蓝与固纳成立了一家子公司“浙江蓝珧新材料科技有限公司”,在绍兴市越城区建设年产1万吨固态电解质,该工厂包含原材料仓库、固态电解质生产车间、成品库、辅助功能区域,目前已投产。03.
蓝廷新能源科技(浙江)有限公司量产了一款氧化物固态电解质,主要用于改善电池倍率性能、提升循环寿命、抑制浓差极化、改善负极界面SEI层,适用于液态、固液混合电池。据其工作人员介绍,该公司自产的固态电解质以无机氧化物离子导体材料为主,具备较高离子电导率和宽化学窗口,产品包括LATP、LLTO、LLZO、LAGP等。
此类产品适用于隔膜涂覆、正极材料包覆和电极活性材料掺混等,可提升电芯倍率性能、循环稳定性和安全性能。NE时代获悉,蓝廷新能源成立于2021年,由中科院理化所吴大勇(隔膜行业背景)教授创办。主要产品有复合隔膜(固-液混合电池、液态电解质电池、固态电池)、活性功能材料(通用/特种固态电解质)、水性粘接剂(隔膜涂覆粘接剂、功能粘接涂层),可以为液态电解质电池、固液混合电解质电池、全固态电池提供优质的配套材料与解决方案。该公司是中科院物理所李泓研究员牵头的“新一代锂电池新材料和新体系”创新团队的一员,也是该团队成果产业化的验证平台之一。目前该公司在浙江绍兴建有 A1工厂,面积5000余平方米,布有4条复合隔膜生产线,满产标准产能8000万平方米/年,在建A2工厂预计于2024年四季度投入使用,A2工厂一期建有5条进口复合隔膜生产线,以及配套的固态电解质、粘结剂生产车间。04.
沧州中孚新能源材料有限公司推出“萨拉弗”一款凝胶聚合物电解质,“萨拉弗”是一种高分子材料,该电解质由多种聚合物及功能材料复合而成,可以在不改变原有电池制作工艺的前提下实现固态萨拉弗+液态电解质=凝胶态(固态)电解质。据其介绍,该材料体系可应用钴酸锂/石墨/硅、NCM9系/石墨/硅、富锂锰基/金属锂负极,同时,改材料适配现有电池生产工艺及电池体系,可在不改变产线情况下实现产品升级,兼容更高比能电池体系、多种电池体系,并且还能兼顾安全性、倍率性能和循环稳定性。
资料显示,中孚新能源成立于2021年,2007-2012年,公司创始人从事干法隔膜涂层工艺研发;2017年成功研发油系7μm湿法单陶瓷界面技术并量产;2018年攻克5μm湿法(浸涂)单面涂层技术并量产;2022年中孚新能源凝胶聚合物电解质隔膜中试成功,同年完成产线工艺设计;2024年实现第一条凝胶聚合物电解质隔膜生产线量产,引进中信建投证券等金融机构战略合作。05.
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