IT之家 1 月 4 日消息，大家日常聽到的“固態(tài)電池”主要以半固體電池為主，全固態(tài)電池仍處在實驗階段。
中國科學(xué)院宣布，高性能 20Ah 車載硫化物全固態(tài)電池中試線在嶗山區(qū)巨峰光學(xué)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)園落地并試運(yùn)行。該中試線依托青島中科源本新能源有限公司建設(shè)，可月產(chǎn) 20Ah 電池 10 片。
IT之家查詢獲悉，青島中科源本新能源有限公司由中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員武建飛于 2023 年底創(chuàng)立，可實現(xiàn)從材料制備到電池組裝的全鏈條高效率生產(chǎn)。
據(jù)介紹，該中試線包括硫化物固體電解質(zhì)和硫化物全固態(tài)軟包電池兩條生產(chǎn)線，可實現(xiàn)從材料制備到電池組裝的全鏈條高效率生產(chǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化電池性能，解決硫化物全固態(tài)電池規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)、工程問題，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打下堅實基礎(chǔ)，為電池產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供有力支撐。
按照規(guī)劃，該產(chǎn)線預(yù)計到 2026 年年底，可下線 100Ah 電芯，生產(chǎn)線規(guī)模擴(kuò)大至 2GWh。該項目屆時將建成穩(wěn)定的上下游合作關(guān)系，推動固態(tài)電池材料技術(shù)初步成熟，全固態(tài)電池上車驗證。
武建飛團(tuán)隊早在 2016 年就開始帶領(lǐng)團(tuán)隊深耕硫化物全固態(tài)電池領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題和電池規(guī)?；苽浼夹g(shù)，近年來在硫化物全固態(tài)電池關(guān)鍵材料和核心技術(shù)方面取得一系列突破。
經(jīng)過多年艱苦卓絕的探索，該團(tuán)隊自主創(chuàng)新了多項關(guān)鍵材料，包括高穩(wěn)定性、高容量正極材料，納米級高離子電導(dǎo)率、高空氣穩(wěn)定性的硫化物電解質(zhì)，抑制電極龜裂及長壽命的負(fù)極材料等。
據(jù)介紹，其自主研發(fā)的硫化物固體電解質(zhì)室溫離子電導(dǎo)率高達(dá) 1~12 毫西門子每厘米，可與有機(jī)電解液相媲美，并實現(xiàn)了放量至十公斤級穩(wěn)定批量化生產(chǎn)，離子電導(dǎo)率可達(dá)到與實驗室同等水平。
此外，該團(tuán)隊還實現(xiàn)了大型軟包固態(tài)電池連續(xù)化濕法涂布工藝的重大突破，通過自主開發(fā)大型疊片技術(shù)打通了疊層軟包電池的制備工藝難關(guān)，解決了固態(tài)電池電化學(xué)震蕩的機(jī)理性難題，成功開發(fā)出 20 安時硫化物全固態(tài)軟包電池。
為了推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，青島能源所授權(quán)許可相關(guān)團(tuán)隊自主創(chuàng)業(yè)，青島中科源本新能源有限公司由此而來。該公司目前已建成公斤級硫化物固體電解質(zhì)生產(chǎn)及硫化物全固態(tài)軟包電池連續(xù)生產(chǎn)的實驗室小試線，完成了天使輪融資，并牽頭建設(shè)了剛剛投產(chǎn)的全固態(tài)硫化物電池中試產(chǎn)線。
目前武建飛團(tuán)隊正積極布局 100 兆瓦時中試線，預(yù)計 2025 年下半年完成。力爭到 2026 年底，率先實現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)并投放市場。
武建飛介紹稱，硫化物全固態(tài)電池以穩(wěn)定的固體電解質(zhì)替代了有機(jī)電解液，從而避免了液態(tài)電池在撞擊、高溫等情況下燃燒爆炸的風(fēng)險，可極大提升電池安全性能。同時，硫化物全固態(tài)電池導(dǎo)電率極高，這決定了應(yīng)用該類電池的設(shè)備可獲得較快的充電速度。
以新能源汽車為例，據(jù)預(yù)估，應(yīng)用了硫化物全固態(tài)電池的新能源汽車有望在 6 到 10 分鐘內(nèi)完成充電，實現(xiàn)“超級快充”。此外，硫化物全固態(tài)電池搭配硫化鋰正極能量密度可達(dá) 600Wh/kg，這意味著可實現(xiàn)長續(xù)航里程；工作溫區(qū)寬，高溫穩(wěn)定不分解、低溫至零下 40℃的情況下仍可進(jìn)行充電。
硫化物全固態(tài)電池憑借高能量密度、快速充放電、低溫性能好以及高安全性、長壽命等優(yōu)點，有望解決傳統(tǒng)電池易燃易爆、低溫掉電、壽命有限、續(xù)航里程短、充電慢等一系列的問題，在新能源汽車等領(lǐng)域備受關(guān)注，被認(rèn)為是車載電池的最佳選擇。
武建飛表示，中試線使用的第一代正極為高鎳三元正極，軟包電池單體循環(huán) 4000 次，容量保持 80% 以上，處于國際國內(nèi)領(lǐng)先水平，初步解決了全固態(tài)電池的壽命問題。
他還透露，第二代正極將使用改性硫化鋰正極，該正極已實驗室開發(fā)驗證完畢，能量密度超過 600 瓦時每千克，是目前商業(yè)化鋰離子電池能量密度的 2 倍以上；常溫下循環(huán) 6200 次后仍保持初始容量的 84.4%。
此工作已獲得國際著名專業(yè)期刊 SMALL 雜志報道，目前正在中試產(chǎn)線上進(jìn)行初步驗證，預(yù)計一兩年內(nèi)可實現(xiàn)量產(chǎn)。
據(jù)稱，第三代正極計劃使用硫正極，將電池能量密度進(jìn)一步提升到 800Wh/kg。
中國科學(xué)院指出，硫化物全固態(tài)電池工作通過了由中國化工學(xué)會組織，中科院院士陳軍主持的科技成果評價會，評價結(jié)果為整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)國際領(lǐng)先。
相信大多數(shù)用戶或多或少都聽說過固態(tài)電池，這是一種與液態(tài)電池相對的電池形態(tài)，可利用固態(tài)電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)以提升鋰離子電池安全性、穩(wěn)定性和循環(huán)壽命。
目前，行業(yè)里對固態(tài)電池按其電解質(zhì)不同，大致分為三個發(fā)展方向 —— 氧化物、聚合物和硫化物。其中，以硫化物為電解質(zhì)的全固態(tài)電池，被看作一項位于世界前沿的顛覆性技術(shù)。
從國內(nèi)來看，寧德時代、中汽創(chuàng)智、蜂巢能源、國聯(lián)動力等公司也已經(jīng)陸續(xù)開展了硫化物全固態(tài)電池的研究，目前均處于實驗研發(fā)階段
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