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多家企业布局,固态电解质硫化物技术路线“攻坚克难”!

时间:2024-09-24 来源:小编 点击:

多家企业布局,固态电解质硫化物技术路线“攻坚克难”! 随着电动汽车产业的高速发展,长续航、快充、安全问题已成为制约行业发展的瓶颈,兼顾高能量密度与安

多家企业布局,固态电解质硫化物技术路线“攻坚克难”!

       随着电动汽车产业的高速发展,长续航、快充、安全问题已成为制约行业发展的瓶颈,兼顾高能量密度与安全性的固态电池是公认最具前景的下一代动力电池。固态电解质作为固态电池的关键核心材料,对固态电池的性能发挥至关重要。

       目前已开发的固态电解质包括聚合物、氧化物、硫化物以及卤化物,其中,硫化物具有最高的离子电导率,因此硫化物固态电池最有希望在新能源汽车上实现规模应用。在固态电解质材料体系研发中,硫化物体系较多的为日本和韩国企业所选择,如丰田带头推进硫化物全固态电池量产。

       今年以来,硫化物电解质相关消息进展不断。多个上市公司在投资者平台上披露相关进展,也有高校研究院和相关项目落地。行业相关人士认为2027年到2029年为硫化物固态电池示范期,将搭载中高端电动汽车,2030年到2032年会进入拓展期,搭载大部分主流电动汽车。

       9月初恩捷股份表示,在半固态电解质隔膜领域联手卫蓝新能源、溧阳天目先导合资成立江苏三合,建设两条产线。2021年12月子公司湖南恩捷成立,其固态用高纯硫化锂产品已完成小试吨级年产能建设和运行,并搭建完成百吨级硫化锂中试生产线,硫化锂、硫化物固态电解质粉体和全固态电解质膜产品均处于送样阶段。

      不仅是电解质,硫化物正极材料也有新进展,中国科学院青岛生物能源研究所武建飞研究组研制出用新型硫化锂正极材料,能量密度超过600Wh/kg,每克比容量达到1165.23mAh,常温循环6200次容量仍可保持84.4%,技术原理是利用铜离子、碘离子共掺杂提高硫化锂正极的导电性及反应活性。铜离子和碘离子取代硫化锂中锂位点和硫位点,进入硫化锂正极的晶格中形成了固溶体结构作为传输通路,碘离子掺杂能显著提高材料的电化学性能二者协同提高了硫化锂正极的导电性及反应活性。

      7月初中国科学技术大学教授马骋开发出新型硫化物固态电解质,相关研究成果发表于《德国应用化学》。马骋教授的新产品名为氧硫化磷锂,以水合氢氧化锂和硫化磷为原材料合成,成本为每公斤14.42美元,氧硫化磷锂兼具低密度和负极相容性,其密度仅每立方厘米1.7克,与锂金属和硅兼容性较好。

      6月国内首个硫化物电解质工厂开工,该工厂由瑞逍科技旗下企业瑞固新材操盘,总投资13亿元,一期项目预计明年Q2投产,产值将达2亿元。瑞逍科技技术源自日本,在日拥有动力电池研发、生产、测试一体技术闭环及生产配套,瑞固新材则致力于硫化物固态电解质生产,今年瑞固新材完成超亿元天使轮融资,参与投资的机构有成铭资本、龙游县政府产业基金、紫金港资本等。同样在6月,欧阳明高院士工作站成功研发出纳米级“硫化物电解质”,并即将进入量产阶段。

      4月,中国科学院青岛生物能源与过程究所表示解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关,在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破。

      多家企业也在起点固态电池峰会中谈及硫化物电解质技术,例如屹锂科技易立在演讲中展示公司硫化物电解质技术进展。

      为解决硫化物固态电解质技术难点,屹锂科技提出以下解决方案:

1、分级控制固态颗粒粒径,精准构筑固-固微界面;

2、材料结构调控及控制环境水分,超低露点实现规模化生产需求;

3、正极材料表面改性,提高界面兼容度;

4、负极锂合金化,实现高能量密度的同时抑制锂枝晶的形成;

5、硫化物固态电解质材料质地软易加工,开发非标设备。

      目前公司申请将近100项知识产权,所生产的电解质电导率突破12mS/cm,最高达到17mS/cm。

      栩辰科技邢震宇也在演讲中表示:“希望用硫化锂正极材料取代现有的三元、磷酸铁锂。公司从2016年开始研究硫化锂正极材料,实现了与碳的复合,进一步验证了过渡金属度硫化锂正极材料性能的一些影响,到2021年与宁德新能源进行合作,初步验证硫化锂正极材料具有非常大的商业化可行性,但在商业化之前需要解决的问题包括空气稳定性问题和高载量的问题等。

文章来源:起点固态电池