何泓材:全固態鋰電池技術可行 清陶GWh級規模化量產線已經投產

2020-12-22 電池網

在蘇州清陶新能源科技有限公司總經理何泓材看來,全固態鋰電池技術是可行的,但固態動力電池要想實現產業化,其材料、工藝、系統集成都需改進,例如離子導電率的提高,緻密化工藝的改進。

ABEC 2020│第8屆電池「達沃斯」論壇現場

電池「達沃斯」-電池網10月28日訊(陳語 張倩 長沙寧鄉 圖文直播)10月27-29日,一年一度的全球電池行業盛會——ABEC 2020 | 第8屆中國(長沙·寧鄉)電池新能源產業國際高峰論壇在長沙寧鄉隆重舉辦。本屆論壇由ABEC(電池「達沃斯」)組委會、中關村新型電池技術創新聯盟主辦,寧鄉高新區獨家協辦,500餘位來自全球電池新能源產業鏈的「政、產、學、研、金、服、用」各界代表以及媒體等出席,在電池新能源全球化競爭的大背景下,探尋自主品牌向上路徑,共議產業健康生態鏈的構建之道。  

論壇同期,由湖南省工業和信息化廳、湖南省商務廳、長沙市人民政府主辦的2020湖南(長沙)電池產業博覽會盛大開啟,展覽面積2萬平方米,聚焦產業前沿產品、技術、服務,匯集了比亞迪、北汽新能源、奇瑞新能源、力神電池、雄韜股份、欣旺達、電將軍、中科星城、華寶儲能、多氟多、石大勝華、金銀河、大族雷射、奧特維、五星鋁業等近200家電池新能源產業鏈優質展商。

蘇州清陶新能源科技有限公司總經理何泓材

28日上午,蘇州清陶新能源科技有限公司總經理何泓材在論壇上做了題為《固態動力電池產業化進展與趨勢》的主題演講,分享了固態電池技術背景與進展、固態動力電池產業化路徑、清陶與固態鋰電池產業化、固態動力電池產業化前景等,電池網摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:

何泓材介紹,固態電池根本特徵在於用固態電解質替代液態電解液,其技術的核心和壁壘是材料的創新開發。其優勢在於:固態電解質不可燃,穩定性好,力學強度高,從材料本徵上提升電池安全特性;固態鋰電池正負極材料選材靈活,可選高容量高電壓正負極材料,顯著提高電池能量密度;固態電池工藝簡單,Wh材料成本更低,縮減PACK安全防護冗餘設計,簡化溫控系統,降低系統成本。

「全固態鋰電池已在商業化薄膜電池中得到驗證」,何泓材表示,「全固態薄膜鋰電池具原子級別的完美界面;全固態薄膜鋰電池具緻密無缺陷的正極和電解質膜;目前通過電極層和電解質層薄膜化的方式解決了緻密結構電極層內部的鋰離子和電子傳輸問題;全固態薄膜電池容量小,成本高。」

在何泓材看來,全固態鋰電池技術是可行的,但固態動力電池要想實現產業化,其材料、工藝、系統集成都需改進,例如離子導電率的提高,緻密化工藝的改進。

何泓材表示,固態電解質的體系有聚合物、硫化物、氧化物三種,不同的體系裡面都存在著各自的缺點。比如聚合物的導電率比較低,電壓穩定性不太好;硫化物的工藝難度更大一些,對水分敏感;而氧化物也同樣存在問題,需要高溫、界面差,大容量電池難以實現。很多的研究者,包括企業的、做學術的去探討全固態電池怎麼去實現,做了很多工作。但是目前為止,真正的全固態電池還不能達到混合動力或者電動汽車的要求。

那麼,固態動力電池產業化路逕到底如何實現?何泓材認為,單純的一種體系的固態電解質的使用,短期看還需要突破,只能選擇有機—無機複合的固態電解質體系,與現有的成熟技術最兼容,是產業化技術的優選方案。

論壇上,何泓材還介紹了清陶在固態電池領域的布局:清陶總部在江蘇崑山,目前已經布局有固態電池相應的生產基地,包括在崑山的0.1GWh產能,還有在宜春新建的1GWh的產能。另外,清陶還有材料生產基地和裝備生產基地,也布局了回收和梯次利用的業務。

「我們去年開始緊密跟車企形成資本和股權上的合作,從去年到現在先後獲得了北汽產投還有上汽集團、廣汽資本和中銀投的投資,使得跟車企形成緊密的關係,也使得我們的固態電池技術快速在車上驗證,提供一個試錯、容錯的機會,使得我們的電池有希望快速應用。」何泓材介紹說,「清陶在裝備、材料、工藝方面三位一體同時開發,核心技術自主可控,已申請專利270項,其中發明專利162項,截至目前,已授權專利144項,並成功開發性能優異的固態鋰電池產品,2018年11月率先建成固態電池量產線(崑山),2020年7月建成第一條規模化的固態動力電池量產線,佔據產業化先發優勢。」

目前,清陶54Ah、67Ah等不同規格固態動力電池及VDA標準模組已通過國標強檢,正在裝車驗證,已實現批量生產,GWh級規模化量產線已經投產。關於清陶固態動力產品規劃,何泓材表示,「首先是確保固態電池安全性的前提下,逐漸提高電池的能量密度。可以量產提供的是能量密度在260-300Wh/kg,目前在低溫測試階段,在明年後年還會推出260-300Wh/kg能量密度的電芯以及電池系統的方案。」

最後,何泓材總結說,固態電池的前景是非常廣闊的,固態電池可以用於絕大多數傳統鋰電池應用的領域,無論是儲能的、電動汽車的、數碼的或者特種領域。同時,由於安全性因素,一些不能使用傳統鋰電池的領域,也是固態鋰電池的潛在市場。這種高安全、高比能、寬溫區的固態電池將極大促進更多領域的應用,給新能源帶來更多機會。

從產業未來發展的趨勢上,固態電池需要在材料迭代、工藝升級、設備開發、PACK創新,逐漸從固態到全固態努力,實現更高的安全性。同時,持續提高電池的能量密度以及產品的一致性和良率,最終在電芯到BMS和系統集成,形成多層次的創新。基於在技術上的提升,加大投入擴大產能,使產能提升上去,才能讓成本得到很好的下降,通過性能或者成本下降之後,繼而滿足客戶的需求,搶佔市場優勢。 

(以上觀點根據論壇現場速記整理,未經發言者本人審閱。)

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