8月7-8日,2024高工新能源新材料产业大会将于四川邛崃·羊安新城戴斯温德姆酒店举行。
此次大会主题定为“新电池 新材料 新方向”,将重点围绕锂电池、固态电池、钠电池等关键材料创新升级及产业化趋势展开。
其中,固态电池材料专场主题为“核心材料协同向前 固态电池量产在即”,与会嘉宾将围绕固态电池新材料的研究进展与未来趋势展开深度探讨。
当前,固-固界面问题是固态电池走向产业化的核心痛点之一,在商业化探索道路上,关键环节固态电解质也涌现了多种技术路线。
固态电解质是实现高安全性、能量密度、循环寿命电池性能的关键。根据电解质的种类,可主要分为无机硫化物、无机氧化物、有机聚合物等三种路线。
从全球固态锂电池布局路线来看,欧美技术以聚合物电解质为主流,且有商业化产品;亚洲技术以日韩无机陶瓷厚膜技术为主。
三种技术路线优劣对比来看,硫化物电解质的优点是电导率高、兼具强度与加工性能、界面相容性好,但缺点在于与正极材料兼容度差、对锂金属稳定性差、对氧气和水分敏感、存在潜在污染问题、生产工艺要求高。
目前,国内的宁德时代、中科固能、恩力动力、高能时代,国际的三星SDI、丰田、松下、SolidPower等电池厂商均采用硫化物电解质路线。另据高工锂电了解,广汽、一汽等主机厂也在积极接触硫化物全固态路线。
氧化物电解质综合性能较好,其优点为电化学窗口宽、热稳定性好、机械强度高,缺点为难以加工、界面相容性差、电导率一般。整体看,氧化物体系制备难度适中,较多新玩家和国内企业选取此路线,并采用与聚合物复合的方式,在半固态电池中率先规模化装车。
包括清陶能源、卫蓝新能源、浙江锋锂、辉能科技、QuantumScape等国内外电池企业主要采用氧化物电解质技术路线。
聚合物电解质的优点为易于加工、生产工艺兼容、界面相容性好、机械性能好,但缺点在于常温离子电导率低、电化学窗口略窄、热稳定性和能量密度提升有限,由此制约了其大规模应用。
目前,包括中科深蓝惠泽、Bollore、EMBatt、Solid Energy、Ionic Materials等电池企业主要采用聚合物电解质技术路线。
此外,固态电池也不再局限于“高镍三元+硅基/锂金属负极+固态电解质”的思维定式,目前行业也有部分企业在积极探索高锰正极、锂金属负极等多元化材料配套。
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