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天勁新能源王強博士:軟包固態(tài)電池在未來(lái)幾年有望率先量產(chǎn)

發(fā)布時(shí)間:2020-10-19 閱讀量:


▲圖為天勁新能源CTO、研究院院長(cháng)王強致辭


10月16日,“第五屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )(CBIS2020)暨首屆中國新能源新材料(寧德)峰會(huì )”在福建寧德召開(kāi)。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )、福建省寧德市人民政府、電池中國網(wǎng),以及寧德時(shí)代、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng )新實(shí)驗室聯(lián)合主辦。在“先進(jìn)材料及新技術(shù)應用”主題論壇上,天勁新能源CTO、研究院院長(cháng)王強分享了天勁新能源基于軟包技術(shù)在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)上的思路和成果。 

王強表示,固態(tài)電池目前有一些共性的問(wèn)題:第一個(gè)是固態(tài)電解質(zhì)離子電導率低;第二個(gè)固態(tài)界面缺乏可視量化手段;第三個(gè)固態(tài)電池目前整個(gè)的制成工藝對產(chǎn)業(yè)的顛覆比較大一點(diǎn),所以有沒(méi)有更簡(jiǎn)單、成熟的辦法去做這個(gè)事情。 

據王強介紹,天勁新能源主要聚焦在目前國際主流乘用車(chē)熱衷的軟包動(dòng)力技術(shù)路線(xiàn),“相對來(lái)說(shuō),軟包電池在固態(tài)電池的基礎條件相對比方形或圓柱好一些”。“業(yè)界對于寄希望將電池能量密度提升至400Wh/kg~500Wh/kg的途徑由固態(tài)電池實(shí)現,”王強認為,考慮到目前材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)和儲備情況,未來(lái)兩到三年實(shí)現300Wh/kg到350Wh/kg的固態(tài)電池初步量產(chǎn)希望會(huì )大一點(diǎn)。 

據王強透露,天勁新能源基于對軟包和固態(tài)的基礎性研究和積累,在固態(tài)電池的研發(fā)思路上,電解質(zhì)采用聚合物固態(tài)電解質(zhì),區別于傳統的硫化物或者氧化物固態(tài)電解質(zhì)。“電解質(zhì)采用原位聚合,精準固化的思路,與現有的動(dòng)力產(chǎn)線(xiàn)工藝兼容性比較好一點(diǎn),這是目前實(shí)現的基礎思路。”王強還透露,正極將采用高鎳,負極選用硅氧。


在王強看來(lái),聚合物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化有望在近幾年加速,“因為它目前采用的方式第一個(gè)是小分子,第二個(gè)是離子液體,第三個(gè)塑化劑,實(shí)現路徑很多。”王強表示,廣東天勁目前采用的方案是通過(guò)原位聚合的方式,在軟包層面,通過(guò)增加前軀體溶液,通過(guò)熱引發(fā)聚合的方式實(shí)現,“整個(gè)的產(chǎn)線(xiàn),包括整個(gè)的作業(yè)方式,與目前現有的軟包工藝調整幅度非常小。” 

動(dòng)力電池安全是產(chǎn)業(yè)界和社會(huì )廣泛關(guān)注的問(wèn)題,目前通過(guò)PACK的多維度設計防止熱失控已經(jīng)有較多方法,能否從電芯內部改進(jìn),解決熱失控的內生因素?據王強介紹,天勁新能源在這塊也已經(jīng)有不少創(chuàng )新,如在電芯制造上,我們通過(guò)涂布工藝、聚合工藝環(huán)節進(jìn)行了多個(gè)嘗試,設計的電芯產(chǎn)品已經(jīng)具備內生防止熱失控的功能,且具備規劃化量產(chǎn)可行性,“目前有很多參數還在優(yōu)化,”據王強透露,公司還在設備環(huán)節進(jìn)行相應的創(chuàng )新,如與科研院所一起開(kāi)發(fā)的設備主要解決在固態(tài)電池或半固態(tài)電池電極與電解質(zhì)接觸過(guò)程中,怎樣處理原位表征應力等。 

據王強介紹,目前公司第一款固態(tài)電池樣品能量密度大概為277Wh/kg,整體循環(huán)壽命還有優(yōu)化的空間;第二款固態(tài)電池樣品能量密度約為302Wh/kg,負極用硅氧加石墨,循環(huán)性能目前還不是特別優(yōu)異,主要是因目前的固態(tài)電解質(zhì)導入還有待提升。 

在PACK層面,近兩年方形電池出現了CTP、刀片工藝,然而對于軟包電池來(lái)說(shuō),CTP實(shí)現起來(lái)會(huì )比較難。不過(guò),王強透露,在軟包PACK結構工藝優(yōu)化上,天勁新能源也有創(chuàng )新,“目前軟包電池包是通過(guò)把模組做大,減少PACK內的模組數量及相關(guān)結構件,實(shí)現單個(gè)模組帶電量的提升和整個(gè)電池包容量的增加,同時(shí)還能降本。” 

今年以來(lái),磷酸鐵鋰在新能源乘用車(chē)市場(chǎng)有所回暖,業(yè)界有些聲音開(kāi)始爭論三元和磷酸鐵鋰的路線(xiàn)。王強認為,電池技術(shù)會(huì )不斷進(jìn)步,預計在未來(lái)1到2年三元電池的安全性會(huì )有較大的突破,“磷酸鐵鋰確實(shí)對不少應用車(chē)型是個(gè)很好的選擇,但是從技術(shù)發(fā)展趨勢來(lái)看,三元電池的技術(shù)仍然是業(yè)界要同心協(xié)力,共同努力的。”

(注:文章轉載自電池中國網(wǎng))