在成都召開的2014年第二屆中國(成都)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上,麻省固體能源公司創(chuàng)始人胡啟朝做了《制作高能量密度超安全性的電池》的專題報告。

麻省固體能源胡啟朝:制作高能量密度超安全的電池

中國電池雜志-中國電池網(wǎng)11月15日訊(武月 楊陽 成都報道)在成都召開的2014年第二屆中國(成都)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上,麻省固體能源公司創(chuàng)始人胡啟朝做了《制作高能量密度超安全性的電池》的專題報告。以下是胡啟朝的演講報告:

胡啟朝:大家好,我們公司是麻省固體能源公司,是一家新創(chuàng)公司,做的產(chǎn)品是固體聚合物離子液體超薄金屬電池。

我們公司是2013年麻省理工學院創(chuàng)業(yè)企業(yè),創(chuàng)始人包括我和我的導師,我的導師是2012年全球最有影響力人物之一,主要是電話學方面。主要方面是電解液,離子液體和固體聚合物電池,獲得A輪風投。團隊包括12名研發(fā)人員,公司總部在麻省128公路區(qū),獲得麻省理工學院全球獨家專利使用權(quán)。成立于美國鋰電池行業(yè)最困難最低谷的2012年,很多電池企業(yè)包括A123紛紛破產(chǎn),最后卻成為了第一家也是唯一一家與A123形成戰(zhàn)略合作伙伴的創(chuàng)業(yè)公司,利用它們的設(shè)計節(jié)約我們的資金和時間,成為電池核心材料公司,創(chuàng)造了鋰電池行業(yè)的“火坑里飛出的鳳凰”的美好故事。

我們技術(shù)的優(yōu)勢,主要做超薄鋰金屬電池,超高能量密度,安全性能。在美國的知名的媒體上有很多報道和獎項。這是我們目前的團隊,一共12個人,有兩個實驗室,一個是化學實驗室,主要做合成材料。第二個是干燥室,濕度是0.5%。

介紹一下我們的產(chǎn)品,第一個優(yōu)勢是超高能量密度,同樣的容量,一半的體積,這個照片剛才也看到了,我們的電池電芯是1337Wh/L,是傳統(tǒng)鋰離子電池的一半以上。第二個是超安全性,不含易燃易炸材料,我們的電池沒有任何有機溶劑材料,我們用鹽的材料來替代。整個技術(shù),這是傳統(tǒng)的鋰離子電池,下面是LCO的正極材料,120微米左右,其中包括鋁箔,隔膜是12微米左右,傳統(tǒng)的石墨負極材料,整個電池能量密度是600Wh/L。如果正極不變,負極可以做很薄,可以從140微米到90微米,整個電芯的能量密度達到750-800Wh/L。我們開始研發(fā)的時候,問的問題就是所有的鋰離子正極里,能不能保留正極,能不能把負極去掉,或者負極很薄會有什么樣的問題,這是我們最早的一個出發(fā)點。所以我們把正負極之間的距離、隔膜,用我們的材料替代,會變很薄。我們第一代電池能量密度是1337Wh/L。我們的負極不同于傳統(tǒng)的鋰金屬的電池,比如以前加拿大Moli公司也做過鋰金屬,用的電解液非常危險,經(jīng)過幾次爆炸之后就沒有人用了。還有一種比如加州的Seeo/Avestor,作為純物體的鋰金屬電池,雖然解決了安全問題,但是導致了新的問題,在手機上不能用,只能在50、60度以上才能用,手機上是不能使用的。

我們開始設(shè)計電池的時候,要求一定做高能量密度,所以用超過薄的鋰金屬負極。安全,用新的電解液。我們認為客戶對電池里面是固體還是液體并不影響。所以我們用超薄的鋰金屬負極,開始的時候如果用傳統(tǒng)的電解液EC/EMC發(fā)現(xiàn)是不行的,循環(huán)之后就死了。第一次是用鋰子液體替代了傳統(tǒng)的電解液。后來又發(fā)現(xiàn)鋰金屬充放電的時候形成(織錦),所以在鋰金屬表面涂一層固體電解質(zhì),將整個循環(huán)壽命提高到300次,這是從傳統(tǒng)電解液到離子電解液,這是整個電池的概念,這是目前第一步,當然還有很多工作要做。比如提高整個電池的循環(huán)壽命,從300次到1000次,每平方厘米4毫安。我們的固體電解質(zhì)解決電解液和鋰金屬的效益問題。這張表是比較傳統(tǒng)的性能和我們的電池,同樣正極的情況下,電壓是3.8度左右,我們第一代是3.9,因為鋰金屬負極比石墨要低,所以整個電池電壓要高,容量密度,電芯的傳統(tǒng)是500至600,我們能達到1337。第一代和第二代會用傳統(tǒng)LCO的正極材料,第三代會有負鋰的正極材料,讓整個電池能量更高,主要用于電動汽車。這個是在60攝氏度、48小時比較傳統(tǒng)的電解液和我們電解液的穩(wěn)定性,紅色是傳統(tǒng)的電解液,高溫下非常不穩(wěn)定,電池會炸,藍色是我們自己的電解液,高溫下非常穩(wěn)定。這個好處是冷卻系統(tǒng)比較復雜,成本很高,整個溫度控制在45度以下,因為傳統(tǒng)電解液不穩(wěn)定。我們電池在高溫下穩(wěn)定,整個冷卻系統(tǒng)更簡單。我們電池的成本是傳統(tǒng)鋰離子成本的80%,能量密度是200%。如果傳統(tǒng)鋰電池是這樣大,1塊錢1Ah,我們會做成同樣的成本1塊錢,1.25Ah,并且體積小很多。

我們發(fā)展的重點是做材料不做電池,我們在電池方面沒有很大優(yōu)勢,所以只做材料。我們做的材料主要是核心材料,主要是做正極,它們可以提供給電池組裝,然后提供給最終用戶。

我們公司目前從研發(fā)開始走入下一步是中試生產(chǎn),我們的希望是從1990年開始日本索尼推出第一代鋰離子電池之后,負極一直是石墨材料,我們雖然還有很多問題需要解決,但是希望我們的負極能夠替代石墨,為下一個25年制定一個新的標準。

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