15日下午,北京卫蓝新能源科技有限公司研发总监徐航宇博士作了题为《固态锂电池开发现状及产业化进展》的主题演讲,分享了世界范围内现有的全固态锂电池方案及存在的挑战,全固态锂电池关键问题及解决方案、固态电池降本策略等等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:
“固态锂电池已在世界范围内引发广泛关注,但遗憾的是,真正意义上的全固态电池,目前没有任何一个企业能够实现商业化量产。”徐航宇介绍,目前,全固态锂电池在世界范围内尚处于研发和中试阶段,第一梯队的国家主要是中、日、韩,欧美政府和多家企业则寄希望于通过固态锂电池改变现有动力和储能电池格局,竞争日趋激烈,我国因为产业链成熟与技术路线选择的差异率先实现了混合固液电池的规模量产。
世界范围内,现有的聚合物固态锂电池、薄膜固态锂电池、硫化物固态锂电池、氧化物固态锂电池等全固态锂电池方案均存在不同程度的挑战。
“聚合物固态电池的电解质有柔性,好加工,量产的门槛比较低。”徐航宇举例说,“但是它的材料,在室温下的离子传导差,尤其是界面的离子传导,尽管法国Bollore集团于2011年实现了小规模产业化,但电池做出来之后必须配合加热系统使用。”
徐航宇表示,想真正做出一款有商业价值的全固态电池,面临的挑战非常多,涵盖从原材料到电芯、从电芯到系统的一系列难题,其中固态电解质和正负极材料间的固固接触问题是固态电池最大的难题之一。
固态电池技术挑战如何应对?徐航宇介绍,为解决固固接触难题,中国科学院物理所和卫蓝新能源团队于2016年率先提出原位固态化原创解决思路,同时提出了兼容传统液态锂电池大部分工艺和设备的混合固液电池开发策略,将聚合物固态电解质、氧化物固态电解质和传统液态电解质的优势相结合。
资料显示,卫蓝新能源成立于2016年,是中国科学院物理研究所固态电池产学研孵化企业,专注于固态锂电池开发。卫蓝新能源拥有北京房山、江苏溧阳、浙江湖州和山东淄博4大基地,2027年规划产能超过50GWh,计划2027年左右实现全固态电池小规模量产。
目前,卫蓝新能源基于氧化物和聚合物固态电解质,已实现混合固液电池的量产,产品应用于低空动力、新能源汽车、储能等领域。
“长远来看,我们认为固态电池能比液态做到更低的成本。”论坛上,徐航宇还从多维度介绍了固态电池降本策略,在材料成本降低方面,新一代正负极和固态电解质材料随着规模的逐渐扩大有望进一步降本,全固态电池的材料也有望直接采用工业级碳酸锂作为原材料;在工艺降本方面,通过干电极、免化成/老化等技术简化制造工艺;在性能提升方面,循环寿命的大幅延长有望降低电池全生命周期的度电成本;在系统减重及简化热管理方面,通过高比能、宽温域电芯有望分别有望降低装备重量和简化热管理。
(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)