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国产固态锂电池产品有望2020年底装车

作者:中国储能网新闻中心 来源:新华财经 发布时间:2019-10-14 浏览:
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中国储能网讯:新华财经北京10月12日电(记者盛勤)固态锂电池被誉为锂二次电池发展的下一个风口,近年来备受关注。就固态锂电池技术国内外发展动态、产业化进程等相关问题,记者日前采访了浙江锋锂新能源科技有限公司(以下简称浙江锋锂)总经理许晓雄博士。

作为一名拥有近20年固态锂电池研究经历的“老兵”,许晓雄认为研发混合固液电解质锂电池是当前全固态锂电池技术尚未突破情况下的务实选择,浙江锋锂采用混合固液电解质的第一代固态锂电池产品已能够满足整车企业的需求,有望2020年底实现装车。

国内固态锂电池研究氛围很好

近年来,电动汽车起火事故频发,动力电池安全性问题备受关注,而随着电动汽车长续航能力对电池能量密度要求的提高,安全性问题愈发凸显。

在许晓雄看来,高安全、高能量密度已成为动力电池未来发展的必然趋势。固态电池技术作为锂金属电池、锂硫电池、锂空气电池等未来电池技术和现有液态锂离子电池技术之间的桥梁,通过用固体电解质代替目前的液体电解质,同时在负极引入含锂材料或者金属锂,能够为解决高安全和高能量密度这一对矛盾提供可行的解决方案。

事实上,固态锂电池技术研发已经在全球范围内引发了广泛的关注和投入。日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)2018年宣布投资100亿日元,联合丰田、本田、日产、松下等23家汽车、电池和材料企业,以及京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构共同研发全固态锂电池技术。此外,美国、韩国、德国等国也在固态锂电池研发方面持续投入。

我国固态锂电池相关研究最早可追溯至上世纪70年代,中国工程院院士陈立泉开始了固态离子学研究并成立固态离子学实验室。到今天,国内众多知名高校、科研院所、新能源汽车企业都在积极从事相关研究开发,今年8月在浙江宁波举行的“第五届全国固态电池研讨会”参会人数达到近千人,为历届之最,可见国内固态电池相关研究的热度。

除了基础研究外,近几年以浙江锋锂、北京卫蓝、苏州清陶为代表的国内多家初创企业开始探索固态电池技术的产业化应用,目前都取得了不错的进展。许晓雄告诉记者,当前国内固态锂电池的研究氛围很好,与美国的初创企业相比,国内这几家企业更加务实,进展也更快,相信按这个进度发展下去的话,不超过三年,至少在研发的技术实力上有望全面超越他们。

混合固液是当前的务实选择

采用金属锂作为负极的全固态锂电池被认为能量密度能够达到400Wh/kg以上,同时还能很好地兼顾高安全的要求。然而从目前的研究进展看,全固态锂电池还有诸多问题亟待解决,可能短期内难以实现量产,丰田公司此前制订的目标是2022年实现全固态电池商业化。

正是考虑到全固态锂电池量产面临的现实困难以及新能源汽车对高安全、高能量密度动力电池的迫切需求,作为折中方案,国内的几家初创企业将混合固液电解质锂电池产品作为短期量产的目标,通过采用高镍正极材料,配合混合固液电解质,使得能量密度达到250Wh/kg以上的同时很好地提高了电池安全性。

许晓雄介绍,浙江锋锂是国内最早提出混合固液电解质锂电池概念的单位之一,目前这一概念正逐渐被更多的企业所接受,这也从侧面证明了混合固液技术路径是可行的。

从混合固液电解质锂电池现有产品的测试数据看,其能量密度已达到目前三元锂离子电池的量产水平,在倍率性能、循环性能等方面也都有不错的表现,更重要的是能够全面通过包括针刺、挤压、过充电、过放电、短路、加热等在内的各项安全检测。

许晓雄表示,产业界对电池所采用的电解质究竟是全固态,还是固液混合,亦或是液态并没有学术界那么关注,他们更关注的是电池的性能指标能不能达到要求,成本可不可以接受;此外,近两年整车企业对电池安全性的重视度越来越高。在许晓雄看来,目前的混合固液产品相比于三元锂离子电池,能量密度有所提升,安全性可大幅提高,已经能够满足整车企业的需求,是全固态锂电池技术尚未突破的情况下的务实选择。

浙江锋锂混合固液电解质动力锂电池产品量产在即

作为国内最早探索固态电池产业化的企业之一,浙江锋锂由江西赣锋锂业股份有限公司于2017年投资设立,当前聚焦于具有自主知识产权的固态锂电池研发和工程化。通过自身建设以及赣锋锂业产业链配套,目前浙江锋锂已建立起完整的基于固态锂电池的闭环产业链。

固态电池产品布局方面,浙江锋锂坚持“量产一代、研发一代、探索一代”的思路。许晓雄介绍,浙江锋锂第一代固态锂电池采用混合固液电解质,高镍三元材料为正极,碳为负极,能量密度可达260Wh/kg。第一代产品目前已经开始小规模对外供货,主要用于整车企业装车示范及测试工作,并根据整车厂的应用要求持续改进,力争2020年底实现装车。

此外,浙江锋锂的第一代固态锂电池3亿瓦时中试生产线已基本建设完成,目前正处于试生产阶段。许晓雄表示,第一代产品经工程化验证完成后,量产的电池成本将有望接近现在的三元动力锂电池。

除了第一代产品量产在即外,浙江锋锂还在积极储备第二代和第三代产品。许晓雄介绍,第二代固态锂电池仍然采用混合固液电解质,但是液体电解质的比例大幅下降,同时引入含锂材料作为负极,能量密度最高能够达到350Wh/kg。浙江锋锂的终极目标仍然定位在开发具有自主知识产权的全固态锂电池技术,目前第三代全固态锂电池试制品的能量密度能够达到400Wh/kg,后续将持续改进相关技术,推动产业化应用。

关键字:固态电池 赣锋锂业

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