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混合固液可能是动力电池终极路线

作者:中国储能网新闻中心 来源:电池中国网 发布时间:2021-03-25 浏览:

“如果不用金属锂做负极,固态电池开发就没有什么意义,做固态电池就是要保证电池的高能量密度情况下的高安全性。高能量密度就要把金属锂用起来,这是实现高能量密度最有效的方法。这对于赣锋的材料板块发展会带来很好的互动/互补。”

日前,“第二届新能源汽车及动力电池(CIBF2021深圳)国际交流会”在深圳举行,在风帆有限责任公司冠名的“软包电池核心材料及先进技术突破”专场论坛上,浙江锋锂新能源科技有限公司总经理许晓雄作了题为《固态动力锂电池技术研发进展及未来发展趋势》的演讲,发表上述观点。

许晓雄表示,赣锋锂业(浙江锋锂母公司)目前已经形成了比较好的锂生态闭环系统。公司坚持稳步扩产,今年会形成碳酸锂6万吨,氢氧化锂8万吨产能。金属锂材料,赣锋一直处于全球市场第一的状态,占有全球40%的份额,主要应用在化工和医药行业;在电池行业的应用也在逐步放量。

许晓雄认为,如果将全固态锂电池定义为:电池单体内使用固体电极和固体电解质材料,不含有任何液体的二次电池。那么据此,现在的全固态电池可以包括三类:

1.已实现商业化应用案例的PEO类聚合物固体电解质路线,以欧美的发展为代表,包括加拿大、法国等。2.无机固体电解质材料,主要包括硫化物和氧化物,硫化物以丰田和三星为代表。3.有机(聚合物)与无机复合的固体电解质路线;在全固态电池方面应该是未来的方向。

许晓雄表示,行业现在已经形成了共识,全固态电池产品离实用还有些遥远;在液态电池和全固态电池之间的混合态路线,能够很好地解决液态和固态的困难和缺点,发挥出其优点。目前市场上的“半固态”“准固态”“类固态”都可叫作混合固液电解质电池。与传统电池相比,混合态电池有综合的优势,每一项虽不能达到完美,但是具有均衡性。

“混合固液的路线可能是动力电池领域终极的路线,这是我个人的观点。”许晓雄表示,他认为在动力电池上全固态不一定用得上,因为全固态确实还有很多的问题,尤其是低温性能、成本、规模量产等,“现在来看还挺艰难,这也是丰田为什么一直在推后全固态电池车示范的原因”。

也基于此,所以在很多产品开发上,赣锋一直是基于混合态的路线。许晓雄强调,“不要妖魔化固态电池,它不是一个概念,而是同时解决动力电池高比能和高安全这两个大问题的一条路线而已,仅仅是一个解决途径”。

在许晓雄看来,(混合态)对现有的锂离子电池产线没有特别大的颠覆,混合固液也适合采用软包叠片的路线,而且装配上与现在的软包液态有极大的兼容性,可能超过80%,剩下20%可以通过现有很多产线改造,不需要大的颠覆就能实现规模化、自动化和高效量产。

据其介绍,赣锋计划投入6亿-7亿元资金支持固态电池板块的发展,“去年在江西建了3亿瓦时的一条线,做混固态的产品,全固态我们主要还是在做研发阶段”。许晓雄说道。在固体电解质材料上,包括氧化物和硫化物,赣锋都达到了规模化的状态,而且电导率水平处于国际的先进水平。

许晓雄透露,赣锋的混合固液电池产品主要是软包类型,在体系规划上主要有两代产品。第一代以三元为正极,采用柔性固态电解质隔膜,用石墨为负极,能量密度达240Wh/kg- 270Wh/kg。第二代也以三元为正极,采用柔性固态电解质膜,负极则采用锂金属,能量密度达320Wh/kg- 420Wh/kg。

“在迭代技术上,兼顾高比能和高安全,就是金属锂为负极。安全性跟第一代是不一样的,测试的结果显示它的安全性比碳负极的还要安全,在针刺、挤压、热稳定方面能有更高的安全性。用金属锂为负极,固态电池解决安全是没有问题的。”许晓雄说道。

对于未来的发展,许晓雄认为,无模组技术 (CTP),与电池-整车一体化技术(CTV)结合高安全高能量密度固态电池技术,在解决电动汽车行业的痛点方面,有望是一条有效的解决途径。同时,许晓雄表示,未来锂电池市场万亿规模可期。蛋糕越来越大,各类技术在里边都有一定的定位和份额。

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关键字:动力电池

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