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昆仑新材孙春胜:电解液突破发展缓慢 齐头并进攻克固态电解质

2024固态电池产业生态圈企业家峰会现场

2024固态电池产业生态圈企业家峰会现场

能源财经网6月30日讯(常青 林音 江苏苏州报道)6月28日,固态电池行业盛会——2024固态电池产业生态圈企业家峰会在苏州相城举行。本届论坛由中关村新型电池技术创新联盟、电池百人会、苏州市新时代工商管理企业家联合会新能源专委会主办,本次盛会汇聚全球产学研金用等各界力量,围绕“新技术 新赛道 新力量”这一主题掀起头脑风暴,共同探讨固态电池技术的最新进展、面临的挑战、解决方案及未来的发展趋势,推动其商业化进程,搭建起深度沟通、合作的桥梁和纽带。

香河昆仑新能源材料股份有限公司研发总监孙春胜

香河昆仑新能源材料股份有限公司研发总监孙春胜

28日下午,香河昆仑新能源材料股份有限公司研发总监孙春胜在论坛上做了题为《固态电池的行业发展现状及展望》的主题演讲,分享了高能量密度电池面临的主要问题、固态电池的机遇与挑战、固体电解质的发展等,能源财经网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

电池技术的发展,主要就是在提升能量密度的同时又要保证安全性,同时还要兼具长寿命、低温性能等因素。因此,这些性能要素同样也是未来高能量密度电池的主要发展难点。

孙春胜讲道,随着正负极高容量化,正极高镍化、高压化等,液态电解液的高电压溶剂(>5.0V)发展缓慢,难以支撑5.0V以上及高镍正极界面稳定性的应用需求。同时,液态电解液的宽温应用突破发展缓慢,本征安全性的提升发展缓慢。

如何在保证安全性的同时,打造性能均衡的高能量密度电池?孙春胜留意到:“各个国家提出的电池能量密度的发展目标,目前提到400Wh/kg、500Wh/kg的时候,都要往固态方面靠,单纯依靠传统的液态电池是不能完全满足的。”

电池体系方面,电导率需要维持在10-3 S/cm以上;为了满足制程的需要,固体电解质需要有一定程度的空气耐受性;为了满足电池的性能需求,在5.0V以上的高电压状态下,可以维持固体电解质与正极或负极的界面稳定及紧密接触。

工艺制程问题方面,主要挑战为厚度较薄的SSEs。目前来看,聚合物或复合SSEs距离实际应用最近。

界面反应问题方面,不管是氧化物电解质还是硫化物电解质,其与过渡金属氧化物正极间因存在副反应,离子互扩散等;硫化物电解质还出现氧化还原反应。最为有效的措施是在阴极表面包覆一层ZrO2,Nb或LiNbO3,这一缓冲层既抑制了电极与电解质的界面副反应,又能提供电子导电性和离子导电性。

阴极问题方面,阴极放大的关键挑战在于同时兼顾高能量密度、机械强度、组装兼容性和制造工艺的可靠均匀性;大电池的关键参数,即使在实验室的水平上也还没有完全实现。

阳极问题方面,最重要的挑战在于界面的不均匀性。

据孙春胜介绍,昆仑新材虽然目前主要做液态电解液,但立足于未来市场,公司也在积极布局固体电解质等方面的材料,其透露,公司在固态电解质的发展战略为齐头并进,重点推进(氧化物,硫化物,卤化物、凝胶聚合物及功能膜)。

在氧化物方面,昆仑新材产品涉及到NASICON型、Garnet型,钙钛矿型的各种粒度规格的粉体和Slurry。其中,氧化物NASICON型可达到小试水平,D50可以控制在55-800纳米之间,粒径范围都是根据应用需求来定做。

硫化物固体电解质,昆仑新材可以做到接近10mS/cm,把粒径控制在比较小的水平,并且已经送样不少客户,反馈较好。

另外,昆仑新材也可以做正极或负极、隔膜上使用的浆料,粒径分布较为均匀。

在产能布局方面,昆仑新材现在主要生产基地在湖州和宜宾。湖州的产能有6万吨,在建产能10万吨。宜宾公司现在是12万吨,在建的还有另外12万吨。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

【责任编辑:常青 林音】

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