中國粉體網訊 7月4日,蜂巢能源在全球合作伙伴峰會上發(fā)布了,能量密度266Wh/kg的三元半固態(tài)電池產品,這是蜂巢能源綜合可量產搭載時間、成本和應用場景定義的首款產品,主要用于異形包大電量車型。
據蜂巢能源高級副總裁/技術中心主任張放南介紹,這款三元半固態(tài)電池的電池容量為150Ah,能量密度為266Wh/kg,具備2.2C的快充能力和1800次的循環(huán)壽命。相比液態(tài)高鎳電池,該款電池強制觸發(fā)熱失控時的耐熱時間增加了一倍,失控后最高溫度降低200度,熱穩(wěn)定性更好,更不容易擴散到相鄰電芯。預計量產時間為2026年2月。
關于蜂巢能源固態(tài)電池的研發(fā)方向
蜂巢能源在聚合物、氧化物、鹵化物和硫化物這四種主要的固態(tài)電解質上面做了相應研究。其中,蜂巢能源認為聚合物主要是在室溫離子電導與氧化電位低,作為固態(tài)電解質發(fā)展受限,可作為功能材料應用于鋰金屬的保護層或者包覆劑;氧化物界面電阻比較大,難以實現大容量固態(tài)電池,穩(wěn)定性相對比較好,適用于與電解液搭配的半固態(tài)電池;鹵化物比重大,負極穩(wěn)定性差,氧化穩(wěn)定性相對好,更適合作為功能電解質的添加材料到正極材料中去應用;硫化物由于鋰離子電導率高,比重低,加工性能相對好,電化學穩(wěn)定性相對比較高,目前作為固態(tài)電池主要的發(fā)展方向,蜂巢能源也聚焦在硫化物固態(tài)電解質的主要路線上做相應的研究。
在半固態(tài)電池領域
蜂巢能源之前就已推出了第一代和第二代果凍電池,產品在能量密度、安全性和快速充電等核心參數上全面領先于傳統(tǒng)的液態(tài)產品。其中,第二代果凍電池突破了中高鎳摻硅體系膨脹的瓶頸,采用了二代果凍電解質和一體化復合正極技術,有效地抑制了內部短路的擴展。目前,蜂巢能源已經建立了一個4800㎡的果凍電池試制線,并且第二代果凍電池即將進入B樣階段,已經得到了國際某知名OEM的高度好評。
在固態(tài)電池領域
針對電解質材料、膜電極、電芯層面的挑戰(zhàn),蜂巢能源開發(fā)了多元素摻雜材料包覆改性、干法自支撐膜電極、膜轉印復合,電極絕緣、多層一體化集成等系列技術,突破了全固態(tài)電芯試制難題。
目前,蜂巢能源從材料開發(fā)商完成了正極的包覆改性材料開發(fā),自主開發(fā)的硫化物電解質離子電導率大于10.50mS/cm,具備負40度露點環(huán)境操作能力;電解質膜開發(fā)具備大面積電解質膜制備能力,電解質膜電導率大于2.3 mS/cm,厚度做到15微米;早在2022年,蜂巢能源全固態(tài)電池實驗室在國內率先完成20Ah級硫系全固態(tài)原型電芯的研發(fā),該系列電芯能量密度達到350-400Wh/kg,順利通過針刺、200℃熱箱等嚴苛實驗。
任重道遠!硫化物固態(tài)電池或將率先實現產業(yè)化
在固態(tài)電池實現產業(yè)化應用和推廣的道路上,成本問題是繞不開的重要挑戰(zhàn)之一。深藍汽車科技有限公司高級項目總監(jiān)周安健曾表示:“技術的突破、產品的實現是我們上車搭載的起點,而成本的下降則是規(guī)模量產的起點!
近日,中國科學技術大學馬騁教授開發(fā)了一種新型硫化物固態(tài)電解質——氧硫化磷鋰,或將解決硫化物固態(tài)電解質的成本問題,這對硫化物固態(tài)電池實現產業(yè)化提供了巨大的幫助。
誠然,硫化物固態(tài)電池成本問題或將被解決,但想要量產上車仍存不小挑戰(zhàn)。硫化物電解質的電化學窗口窄,與正負極的界面穩(wěn)定性較差,且對水分非常敏感,與空氣中的微量水即可發(fā)生反應,釋放有毒的硫化氫氣體,生產、運輸、加工對環(huán)境要求很高。此外,硫化物固態(tài)電池需要施加幾百個大氣壓力才能夠實現長循環(huán),這在電池系統(tǒng)中很難實現,因此循環(huán)壽命也是急需著手解決的核心問題。
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高也曾表示,固態(tài)電池就算是2030年實現產業(yè)化,要想替代液態(tài)鋰離子電池50%市場份額,至少也需要二十到三十年。所以固態(tài)電池的產業(yè)化道路仍舊任重而道遠!
參考來源:
固態(tài)電池搶位賽起跑.汽車縱橫
中國科大成功開發(fā)低成本硫化物固態(tài)電解質.中國科技大學
蜂巢能源、中國電動汽車百人會等
(中國粉體網編輯整理/蘇簡)
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