IT之家1月4日报道称,大家每天听到的“固态电池”主要是半固态电池,而全固态电池还处于实验阶段。
中科院宣布,高性能20Ah车载硫化物全固态电池中试线在崂山区巨峰光学医疗器械产业园启动并投入试运行。该中试线由青岛中科源本新能源有限公司建设,每月可生产10只20Ah电池。
IT之家查询获悉,青岛中科源本新能源有限公司由中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员吴剑飞于2023年底创立,可实现高效能从材料制备到电池组装的全链条生产。
据介绍,该中试线包括硫化物固体电解质和硫化物全固态软包电池两条生产线,可实现从材料制备到电池组装的全链条高效生产,进一步优化电池性能,并解决硫化物全固态电池的问题。规模化生产的技术和工程问题将为后续工业化生产奠定坚实的基础,为电池产业转型升级提供有力支撑。
根据规划,该产线预计到2026年底可实现100Ah电池的量产,产线规模将扩大至2GWh。该项目届时将建立稳定的上下游合作关系,推动固态电池材料技术初步成熟,并实现全固态电池在车上的验证。
早在2016年,吴建飞团队就开始带领团队深入研究硫化物全固态电池领域的基础科学问题和大规模电池制备技术。近年来,他们在硫化物全固态电池关键材料和核心技术上取得了一系列突破。
经过多年艰苦探索,团队自主创新了多项关键材料,包括高稳定性、高容量正极材料、高离子电导率、高空气稳定性的纳米级硫化物电解质,抑制电极裂纹、寿命长。负极材料等
据介绍,其自主研发的硫化物固体电解质室温离子电导率高达1~12毫西门子/厘米,可与有机电解质相媲美。已实现稳定量产至十公斤,离子电导率可达到实验室水平。
此外,团队还在大尺寸软包固态电池连续湿法涂覆工艺方面取得重大突破。通过自主开发大规模叠层技术,解决了叠层软包电池制备工艺的难点,解决了固态电池的电化学冲击问题。解决了机械难题,成功研发出20Ah硫化物全固态软包电池。
为了推动技术产业化,青岛能源所授权相关团队自主创业,青岛中科源本新能源有限公司由此而来。公司现已建成公斤级硫化物固体电解质生产和连续化生产硫化物全固态软包电池的小型实验室测试线,完成天使轮融资,主导建设全固态硫化物电池刚刚投产的电池试生产。金属丝。
吴剑飞团队目前正在积极部署100MWh中试线,预计2025年下半年建成,力争率先实现硫化物全固态电池量产并投放市场2026年底。
吴剑飞表示,硫化物全固态电池用稳定的固态电解质替代有机电解质,从而避免了液态电池在冲击、高温等情况下燃烧和爆炸的风险,可以大大提高电池的安全性能。同时,硫化物全固态电池具有极高的导电率,这决定了使用该类电池的设备可以实现更快的充电速度。
以新能源汽车为例,预计采用硫化物全固态电池的新能源汽车有望在6至10分钟内完成充电,实现“超级快充”。此外,采用硫化锂正极的硫化物全固态电池能量密度可达600Wh/kg,这意味着可以实现长续航里程;工作温度范围宽,高温下稳定不分解,低至-40℃仍可充电。 。
硫化物全固态电池具有能量密度高、充放电速度快、低温性能好、安全性高、寿命长等优点,有望解决传统电池易燃易爆、易燃易爆等问题。低温损耗大、寿命有限、续航里程短、充电慢。一系列问题引起了新能源汽车等领域的广泛关注,新能源汽车被认为是车用电池的最佳选择。
吴剑飞表示,中试线使用的第一代正极是高镍三元正极。软包电芯循环4000次,容量达80%以上,处于国际国内领先水平。初步解决了全固态电池的寿命问题。
他还透露,第二代正极将采用改良的硫化锂正极,该正极已经在实验室开发和验证。其能量密度超过600瓦时每公斤,是目前商用锂离子电池能量密度的两倍以上;室温下循环6200次后仍保持初始容量的84.4%。
该工作已被国际知名专业杂志SMALL Magazine报道。目前正在进行中试生产线的初步验证,预计一两年内实现量产。
据称,第三代正极计划采用硫正极,进一步将电池能量密度提升至800Wh/kg。
中科院指出,硫化物全固态电池工作通过了由中国化学工业学会组织、中科院院士陈军主持的科技成果评价会。评价结果总体达到国际先进水平,部分技术国际领先。
相信大多数用户都或多或少听说过固态电池。这是与液体电池相反的电池形式。固体电解质可替代传统液体电解质,提高锂离子电池的安全性、稳定性和循环寿命。
目前,业界固态电池根据其电解质大致分为三个发展方向——氧化物、聚合物和硫化物。其中,以硫化物为电解质的全固态电池被视为处于世界前沿的颠覆性技术。
从国内来看,宁德时代、中汽创智、蜂巢能源、国联动力等企业也相继开展了硫化物全固态电池的研究,目前处于实验研发阶段。