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星盈科技全固态电池展望
固态电池| 星盈科技 文章来源自:高工锂电网
2020-06-12 18:06:56 阅读:14694
摘要星盈科技结合了氧化物、硫化物和聚合物这三种固态电解质的优势,选择了氧化物-聚合物复合固态电解质的研发路径,加快固态电池产业化进程。

动力电池安全和可靠是新能源汽车行业发展的命脉。

当前新能源汽车应用的主流技术路线有磷酸铁锂和三元电池,前者安全性能较高但能量密度偏低,后者具有较高的能量密度但安全问题突出,都无法兼顾高安全与高比能。

在此情况之下,固态电池技术由于具备高能量密度、高安全、体积小、重量轻、长寿命等优势,被业内认为是下一代动力电池技术的主流之一,吸引众多电池企业、主机厂和科研机构积极研发布局。

近年来,固态电池的研发产业化持续升温,吸引众多国内外顶尖电池企业、主机厂和科研机构积极跟进布局,但基本上都还处于研发或实验室试验状态。

6月10日,高工锂电、高工产研主办的第十三届高工锂电产业峰会隆重举行,本届峰会由利元亨总冠名,主题为“市场分野与产业裂变”,超700位企业高层共同就2020年动力电池产业趋势与变革进行深度探讨。

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会上,星盈科技总经理郭永兴作了题为“复合电解质基固态电池研究进展”的主题演讲,分享了星盈科技在固态电池方面的研发思路与进展。

与传统锂电池相比,固态电池采用固态电解质替代传统的易燃电解液,同时可采用金属锂负极和高电压正极等新型材料,拥有很高的发展潜力。

当前,固态电解质主要有聚合物、氧化物和硫化物三种技术路线。在高温条件下,聚合物离子电导率高,容易成膜,最先实现了小规模商业化生产。

相对于氧化物,硫化物由于相对较软,更容易加工,通过热压法可以制备全固态锂电池,但还存在空气敏感、容易氧化,遇水容易产生硫化氢等有害气体的问题。

郭永兴表示,星盈科技结合了氧化物、硫化物和聚合物这三种固态电解质的优势,选择了氧化物-聚合物复合固态电解质的研发路径,加快固态电池产业化进程。

在制备电解质方面,星盈科技选择了氧化物LLZTO电解质,通过高温烧结合成LLZTO粉体。同时采用溶液浇铸法制备出厚度20-100um的有机-无机复合电解质膜。在红外光谱下,LTFSI添加可显著降低聚合物结晶度,提高其复合膜离子电导率。

在此基础上,星盈科技展开了PEO/PVDF基固态电池体系的研究探索。

公司开发了PEO基-LFP/Li 固态电池体系,采用固相烧结离子导体(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固态电解质;固态电解质浇注原位固化的开发策略。该电池经过50次循环之后还能接近98%。

PVDF基-高镍NCM/Li 固态电池体系采用NCM811原位液相包覆和金属锂负极保护层涂覆的开发策略。该电池0.1C 首次放电容量达190 mAh/g,0.5C 循环寿命可达200周。

此外,星盈科技还开发了PVDF基-NCM/SiOx-C体系固态电池,采用化学溶液法制备SiOx负极的开发策略。

郭永兴表示,针对上述电池体系,星盈科技设计了一款80Ah-软包固态电池,设计电池能量密度400wh/kg,解质膜的厚度大概在30微米左右。

郭永兴还给出了公司的全固态电池展望:2020年验证固态电池材料体系,达到300Wh/Kg的5Ah软包设计验证;2022年固态锂电池实现中试化生产;350Wh/Kg,循环>1000次;2024年建设年产2GWH 的全固态锂电池生产线实现量产;400Wh/Kg,循环>1000次。

星盈科技成立于2016年,是国家级高新技术企业,目前具备2.5GWh的生产能力,当前量产的磷酸铁锂电芯单体比能量超过170wh/kg,NMC523体系的三元电芯单体比能量达235wh/kg。

此外,公司还即将量产一款与主机厂联合开发的138Ah高镍产品,比能量达285wh/kg,配套乘用车续航超过750km。


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