2024固态电池产业生态圈企业家峰会现场
电池百人会-电池网6月28日讯(常青 林音 江苏苏州 图文直播)6月28日,固态电池行业盛会——2024固态电池产业生态圈企业家峰会在苏州相城举行。本届论坛由中关村新型电池技术创新联盟、电池百人会、苏州市新时代工商管理企业家联合会新能源专委会主办,本次盛会汇聚全球产学研金用等各界力量,围绕“新技术 新赛道 新力量”这一主题掀起头脑风暴,共同探讨固态电池技术的最新进展、面临的挑战、解决方案及未来的发展趋势,推动其商业化进程,搭建起深度沟通、合作的桥梁和纽带。
蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士苗力孝
28日上午,蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士苗力孝在论坛上做了题为《蜂巢能源全固态电池技术介绍及未来所面临的挑战》的主题演讲,分享了蜂巢能源固态电池核心技术、全固态电池未来所面临的挑战等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:
全固态电池产业化所面临的挑战
“全固态电池是从电解质材料、电芯结构、制成工艺方面的全面创新升级,将带来产业链上的革命性变化。”苗力孝讲道,但在材料开发、膜制备、电芯制造、系统设计、回收利用方面均存在较大挑战。
在苗力孝看来,在材料开发方面:硫化锂原材料成本过高,使用条件苛刻;硫化物卤化物电解质空气稳定性极差,批次稳定性控制难度大;电解质与正极界面副反应;高容量负极体积膨胀与锂枝晶问题。
膜制备方面:硫化物电解质膜强度差、难以自支撑,不利于高效地生产;电解质膜用粘结剂、溶剂、工艺不成熟,都存在不确定性的巨大挑战。
电芯制造方面:极片边缘绝缘难度大,易发生破裂导致短路;叠片对齐精度要求高;电极界面融合需要等静压设备、效率低。
系统设计方面:全固态电池对外部压力敏感,目前PACK设计无法满足全固态电池运行压力要求;全固态电池适合高温运行,对系统保温与加热效率提出更高要求。
回收利用方面:现有回收工艺不适用,易产生有毒硫化氢气体;固态电解质与电极材料分离难。
在未来的发展方面,苗力孝提出三大问题,需要行业共同努力解决:
针对电解质材料、膜电极、电芯层的挑战,多元素掺杂材料包覆改性、干法自支撑膜电极、膜转印复合,电极绝缘、多层一体化集成等系列技术,是否能突破了全固态电芯试制难题?
针对全固态电池的特点,PACK设计需要同时考虑电系统、热系统、压力系统、气体检测系统,相比传统液态电池,增加了压力控制系统、气体检测系统,在PACK极简化设计的同时如何解决以上四个系统?
全固态电池卤化物、硫化物固态电解质对水分极为敏感,如果做到拆解回收?
蜂巢能源固态电池产业布局
据苗力孝介绍,蜂巢能源于2018年开始固态电池研发工作,目前已拥有140多项固态电池相关专利,并在核心痛点方面提出了自己的解决方案。
在半固态电池方面,例如阻燃凝胶电解质技术:通过凝胶抑制放热,降低电解液燃烧放热量,具备阻燃性,降低电解液可燃性,提升安全性。
固态离子导体包覆技术:(高镍正极释氧、结构稳定性差引发安全隐患)。NCM表面包覆,抑制释氧、提升热稳定性(放热峰延后、放热量减小)、改善界面离子传输动力学,降低阻抗(单片电芯阻抗降低)。
正极表面安全涂层技术:极片安全涂层,降低内短路电流,抑制短路失效;抑制针孔处正负极短路反应蔓延。
负极防御涂层技术:Li枝晶防御技术,负极表面构建防火墙;负极离子通道构建,增加离子传输动力学。
在全固态电池方面,包括高镍正极湿法全包覆及高负载技术、高离子电导高稳定复合固态电解质材料、高容量高首效负极技术、正极干电极一体化制备技术、高离子电导电解质膜制备及转印技术等。
据悉,蜂巢能源无锡研发中心建有10万㎡实验研发场地,固态电池研发实验室与中试线4000㎡,其中露点-60oC的超高干房全固态实验室面积500㎡。
蜂巢能源半固态电池主要进行了两代产品规划,分别为270Wh/kg方壳电芯与350Wh/kg软包电芯。其中,软包电芯循环800cls,支持1000+km续航;方壳电芯已进入B样阶段,装车测试中。
“蜂巢能源半固态电池定位350Wh/kg,全固态定位400Wh/kg以上,主要覆盖800及1000公里以上高端车型。”苗力孝表示,公司半固态电池将在2024年完成产品定型,全固态电池产业链不完善,预估将在2030年后实现装车。
(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)