鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:598次 | 2022年08月23日
全固態(tài)鋰電池核心技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用前景好嗎
同心智造網(wǎng)高峰論壇--2018中國(guó)(國(guó)際)鋰電暨電動(dòng)技術(shù)發(fā)展高峰論壇于4月20-21日在上海召開(kāi),桑頓新能源陳淵做《全固態(tài)鋰電池核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用前景》主題演講。
鋰電產(chǎn)業(yè)吸金千億,黃金羅盤指向何方。同心智造網(wǎng)高峰論壇--2018中國(guó)(國(guó)際)鋰電暨電動(dòng)技術(shù)發(fā)展高峰論壇于4月20-21日在上海召開(kāi),本次大會(huì)由第一鋰電網(wǎng)、賀勵(lì)展覽、同心智造網(wǎng)聯(lián)合主辦,同期舉辦中國(guó)國(guó)際電動(dòng)汽車暨充換電技術(shù)高峰論壇。本次論壇邀請(qǐng)到了超過(guò)40位嘉賓演講分享,來(lái)自全國(guó)各地的500多鋰電池行業(yè)相關(guān)企業(yè)代表出席,桑頓新能源陳淵做《全固態(tài)鋰電池核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用前景》主題演講。
大家下午好,我是來(lái)自桑頓新能源的,下午分享一下全固態(tài)鋰電池核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用前景以及我們公司的狀況。
主要介紹4個(gè)方面,一全固態(tài)鋰電池介紹一下原理和結(jié)構(gòu)、材料。為什么說(shuō)固態(tài)電池是比較安全的,因?yàn)殡娊庖菏遣捎脽o(wú)機(jī)或者聚合物的,作為一個(gè)電解層,這里面的安全是不存在這個(gè)液體在充放電的時(shí)候熱失控的問(wèn)題,但是固態(tài)電池現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題還是說(shuō)比較低的鋰子傳導(dǎo)率,以及電極材料中的接觸面積小。這里固態(tài)的電池長(zhǎng)用就三種,一種是薄膜電池,一種是三維電池,還有全固態(tài)的電池,薄膜電池很成功的,現(xiàn)在是市場(chǎng)化20多年了,現(xiàn)在每年有兩三百萬(wàn),現(xiàn)在最主要對(duì)固態(tài)電池感興趣,希望大家全固態(tài)體型電池,這個(gè)電池是日本豐田推的,2020年可能推出一個(gè)應(yīng)用,在小型的3C,甚至2022年車用,是這樣的過(guò)程。
這個(gè)固態(tài)電池為什么安全?和液態(tài)鋰電池機(jī)理不一樣,液態(tài)鋰離子在電子里面像游離一下,固態(tài)是做固定跳躍。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這個(gè)是常見(jiàn)的薄弱鋰電池,這個(gè)是接觸鋰做負(fù)極的,這個(gè)電池是最長(zhǎng)壽命的,是在硅片上做,整個(gè)效率、壽命都是沒(méi)有問(wèn)題的,因?yàn)樽鲈诠杵?,本身是非常厚的,大概幾百微米,?shí)際上薄膜是幾微米,上面的正極電解質(zhì)和金屬鋰,這個(gè)能量密度是非常低的,是用于特殊的器械,比如說(shuō)衛(wèi)星上,或者需要溫度比較苛刻的,假設(shè)在進(jìn)行飛行和航天飛行,在100度可以正常使用鋰,這個(gè)是能量密度限制了應(yīng)用。這個(gè)是我在新加坡做的一個(gè)金屬硅負(fù)極活性鋰電池,左邊的圖是薄膜鋰電,最上面一層是硅,這個(gè)電池本身具有耐高壓的性能,能沖到4.7,如果對(duì)這次做一個(gè)全電池,對(duì)金屬硅,硅負(fù)極來(lái)做,通了電已經(jīng)有活性,這個(gè)工作是在新加坡的支持下做的。
我在介紹一下,電解質(zhì)材料要求非常高,第一要求有高濃度可移動(dòng)的鋰離子,第二個(gè)有較多的缺陷有利于鋰子跳躍,另外一個(gè)是多通道,還有一個(gè)無(wú)定型導(dǎo)鋰子高于晶體導(dǎo)鋰子率。
這個(gè)圖是常用的,以硫化物為電解質(zhì)的,這個(gè)是一個(gè)日本東京工業(yè)大學(xué)提出的在2012年左右發(fā)的,以做到10的負(fù)二次每平方厘米,10的負(fù)二是液態(tài)導(dǎo)鋰子電子率是一樣的。
這里始終還是要比較一下,往往說(shuō)固態(tài)電池要做能量力度比較高,實(shí)際上大家往往是很錯(cuò)誤的概念,實(shí)際上我們分為好幾種,如果要采用現(xiàn)在的體系,液態(tài)的電池、隔膜是12微米和26微米的液態(tài),這個(gè)隔膜現(xiàn)在目前的固態(tài)電池是不可能做到12微米或者25微米以下,如果是做非金屬鋰做全固態(tài)電池,能量密度有大幅度的提高,這個(gè)不是很正確的,當(dāng)然你說(shuō)采用了金屬鋰作為負(fù)極的話,能量密度和體積會(huì)有所上升的,是這樣的概念,這是整體的一個(gè)。
下面介紹一下國(guó)內(nèi)外全固態(tài)鋰電池的研究,這個(gè)就是要提一下PEO的電解質(zhì),它是PVC做了,可以放在深海一萬(wàn)米來(lái)做,而且不破裂,而且壽命還超過(guò)500圈,這個(gè)PEO感性的東西,一旦用于高電壓的材料,隔膜仍然存在的穿刺和破裂的問(wèn)題。