国轩高科实现车规级全固态电池制备!

电池小站 2024-08-22 02:09:13

全固态电池的商业化进程一直是产业界的热点话题,其在投资者互动平台上的讨论也日益增多。近日,又有一家电池厂在互动平台上分享了全固态电池的研发进展。

8月19日,国轩高科在投资者互动平台透露,公司目前已实现车规级全固态电池制备及基础性能验证,是全固态电池从0到1的突破,成功通过严苛的200摄氏度热箱测试,为高比能、高安全电池体系提供了新的实现路线。

据了解,国轩高科作为一家专注新能源电池的技术型公司,持续推进铁锰锂电池、半固态电池、全固态电池等技术和产品创新,公司于2017年开始着手研发固态电池。

今年第十三届科技大会上,国轩高科推出“G刻”5C超快充电池、“星晨”三元大圆柱电池、“金石”全固态电池三款产品。

在电解质选择上,国轩高科采用硫化物路线,对硫银锗矿型材料进行微纳化处理,让电解质电导率达到10mS/cm以上。

正负极材料上,国轩高科采用超薄膜包覆的单晶正极,比容量达到220mAh/g;负极采用三维介孔硅,比容量达到1500mAh/g。

金石电池单体电芯容量达30Ah,能量密度350Wh/kg,体积能量密度800Wh/L,循环次数达3000次。该电池在PACK环节可实现80%成组率,整个系统能量密度达到280Wh/kg,单次充电续航可达到1000公里,实现了从模具到车规级电芯制造的突破。

对于2023年小批量生产2030年大规模量产的目标,国轩固态电池总工程师潘瑞军补充说:“由于研发量产存在较多风险,上述时间表相对保守。全固态电池将采用全新材料体系,成本较高,供应链成熟后成本会下降。”

并且在发布当天,国轩高科潘瑞军分享了固态电池制造工艺,有微纳化电解质分散技术、电解质膜转印技术、创新层叠技术、电芯致密化技术等。

电解液的工作电压一般在4V左右达到极限,但固态电解质的工作电压能够达到5V,与金属锂负极结合后能量密度将会得到大大提升,理论上能量密度将超过500Wh/kg,体积能量密度可能会突破1000Wh/L,循环寿命将超过5000次,单次充电后续航可达1000km。但目前从半固态以及各家全固态技术突破来看,以上数据还属于较为理想化状态,需要在正负极材料以及制造设备等领域进行更深一步的优化。

图片来源:国轩高科

在半固态电池领域,国轩高科同样取得了重要进展。公司已经研发出能量密度高达360Wh/kg的软包半固态电池,并且已经具备了产业化的条件。目前,国轩高科正积极与整车制造商、低空飞行器等不同领域的客户进行接洽,以推动该技术的商业化应用。

值得一提的,目前,尽管全固态电池技术在实验室和某些特定应用中取得了进展,但车规级的全固态电池尚未实现大规模量产。

今年1月,辉能科技在中国台湾桃园宣布投产全球首条车规级固态电池生产线,这标志着固态电池技术向商业化迈出了重要一步。然而,辉能科技的年装机量仅能满足2.6万辆汽车的需求,与新能源汽车市场的快速增长相比,这一数字显得相对较小。

不过,车规级全固态电池的研发进展仍在持续。例如,4月2日,太蓝新能源公司宣布了其在车规级全固态锂电池研发上的重要突破,推出了能量密度高达720Wh/kg的全固态电池。尽管如此,全固态电池技术的商业化应用仍需克服成本、生产规模和安全性等挑战。

可以看出,传统电池厂、新能源车企、新秀企业针从不同的角度切入固态电池,大方向一致但细节差异较大,仅仅固态电解质一环节,就纠结于三大技术路线无法确定唯一标准,将来固态电池将围绕克服传统锂电池痛点为核心,进行更加迅速的技术迭代,竞争格局也会随着企业战略和技术演变发生变化。

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