2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會現(xiàn)場
電池百人會-電池網(wǎng)6月28日訊(常青 林音 江蘇蘇州 圖文直播)6月28日,固態(tài)電池行業(yè)盛會——2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會在蘇州相城舉行。本屆論壇由中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池百人會、蘇州市新時代工商管理企業(yè)家聯(lián)合會新能源專委會主辦,本次盛會匯聚全球產(chǎn)學研金用等各界力量,圍繞“新技術(shù) 新賽道 新力量”這一主題掀起頭腦風暴,共同探討固態(tài)電池技術(shù)的最新進展、面臨的挑戰(zhàn)、解決方案及未來的發(fā)展趨勢,推動其商業(yè)化進程,搭建起深度溝通、合作的橋梁和紐帶。
中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員、博導、能源中心書記、主任張濤
28日上午,中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員、博導、能源中心書記、主任張濤在論壇上做了題為《固態(tài)鋰電池關(guān)鍵材料開發(fā)及界面應用技術(shù)研究》的主題演講,分享了固態(tài)電池發(fā)展趨勢、固態(tài)電解質(zhì)表面配位技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化進展等,電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:
據(jù)張濤分享的一組數(shù)據(jù)顯示,全球化石能源消耗急劇增加,環(huán)境污染疊加全球變暖等因素,推動可再生能源的快速發(fā)展。2019年,諾貝爾化學獎授予約翰·班寧斯特·古迪納夫教授、斯坦利·惠廷漢姆教授、吉野彰教授,推動鋰離子電池發(fā)展。
鋰離子電池的發(fā)展經(jīng)歷四個階段:萌芽階段(1976年)、初始階段(1980年-1986年)、飛速發(fā)展階段(1987年-1996年)、大規(guī)模商用化階段(1997年-至今)。而作為下一代鋰電池技術(shù),固態(tài)電池從2000年開始進入研發(fā)階段,至今已有多家固態(tài)電池企業(yè)以及車企宣布研發(fā)布局固態(tài)電池。
“固態(tài)電池已經(jīng)上升到國家層面,政策方面給予很多支持?!睆垵硎荆挥眉m結(jié)于采用哪種固態(tài)電池技術(shù)路線,最終所要實現(xiàn)的目的都是一樣的。全固態(tài)電池發(fā)展,如何實現(xiàn)LLZTO材料在固態(tài)電池中的界面適配性是關(guān)鍵。
據(jù)張濤介紹,LLZTO基鋰金屬電池中正極/電解質(zhì)界面、負極/電解質(zhì)界面、電解質(zhì)內(nèi)部界面、正極內(nèi)部界面等都存在不同的技術(shù)難題。
固態(tài)電解質(zhì)表面配位是基于對腈基在石榴石型電解質(zhì)表面的配位化學研究,揭示了強極性基團與電解質(zhì)晶格金屬原子之間的強配位作用,并據(jù)此構(gòu)筑了牢固的電解質(zhì)/電極界面。
依據(jù)表面配位技術(shù),上海硅酸鹽所又研發(fā)配位增強功能化隔膜,從固態(tài)電解質(zhì)表面金屬離子的強配位作用出發(fā),對其表面進行功能化設計,并以商業(yè)隔膜為基體,涂覆構(gòu)筑活性功能層,制備適用于鋰金屬電池的功能化隔膜。
此外,還包括配位增強復合固態(tài)電解質(zhì),利用極性基團與固態(tài)電解質(zhì)之間的配位作用,制備SN/PAN共包覆LLZTO高離子電導率的電解質(zhì)漿料,將漿料用流延法涂覆在電池正極片,制備電極涂覆型超薄固態(tài)電解質(zhì)。
張濤講道,在產(chǎn)業(yè)化方面,2022年7月,上海硅酸鹽所和上海洗霸科技股份有限公司簽署《合作共建固態(tài)電池先進材料聯(lián)合創(chuàng)新實驗室協(xié)議書》;同年9月,上海硅酸鹽所和上海洗霸科技股份有限公司簽署《固態(tài)電解質(zhì)材料技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓合同》;同年11月,上海硅酸鹽所和上海洗霸科技股份有限公司合資成立“上??圃垂棠苄履茉纯萍加邢薰尽?,專注于固態(tài)電解質(zhì)材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
進展方面,2023年1月,上海嘉定工廠噸級到十噸級產(chǎn)線第一釜產(chǎn)品投產(chǎn)成功,產(chǎn)品通過上海硅酸鹽所各項物化性能測試,達到預期指標;
2023年3月,完成水穩(wěn)定石榴石型固態(tài)電解質(zhì)粉體開發(fā);同年6月,在上海嘉定工廠完成水穩(wěn)定石榴石型固態(tài)電解質(zhì)粉體生產(chǎn)線建設;同年10月,完成產(chǎn)品定型,包括常規(guī)粉體、水穩(wěn)定粉體、水性漿料、油性漿料、涂覆隔膜、陶瓷片等。
產(chǎn)能方面,2023年12月,上海洗霸松江基地建設項目開工,新建固態(tài)電解質(zhì)粉體工業(yè)化甲類廠房超2500平方米;2024年2月,開始相關(guān)產(chǎn)線生產(chǎn)設備的安裝與調(diào)試工作。
在張濤看來,未來固態(tài)電池的發(fā)展主要包括以下三點:
氧化物鋰離子導體材料已具備產(chǎn)業(yè)化宏量生產(chǎn)能力,產(chǎn)品以粉體、漿料、隔膜等形式應用于固態(tài)鋰電池的電極摻混、隔膜涂覆和電極界面改性等用途。
在固態(tài)電解質(zhì)核心材料自主可控的基礎(chǔ)上,持續(xù)提高電極/電解質(zhì)和電極內(nèi)部的固固界面適配性是固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵科學問題(原位固化、配位界面等)。
從工藝設計和工程化平臺開發(fā)角度,驗證和持續(xù)提高Ah級固態(tài)鋰電池的安全、能量密度、循環(huán)、倍率和低溫性能,是當前工程技術(shù)開發(fā)的主要問題。
(以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)