3月19日-20日,OFweek 2024(第八屆)動力電池產業(yè)年會暨行業(yè)年度評選頒獎典禮在深圳成功舉辦,25位行業(yè)領袖“論策”產業(yè)鏈的發(fā)展戰(zhàn)略與路徑,為產業(yè)協(xié)同發(fā)展指明方向。
會上,力神電池基礎研發(fā)部部長馬洪運博士發(fā)表了《高比能高安全固態(tài)電池技術研究》的主題演講。
固態(tài)電池大有可為
根據(jù)我國“十四五”動力電池技術路線圖的規(guī)劃,2025、2030、2035年高能量密度電池的目標分別將達到 350、400、500Wh/kg,傳統(tǒng)的液態(tài)電池很難滿足。
與此同時,目前鋰電池熱安全事故時有發(fā)生,且事故發(fā)生場景遍布消費、動力及儲能領域,造成了難以估量的經濟損失與人員傷亡,社會影響極大。
安全和續(xù)航也是廣大消費者購買新能源汽車時的重要考慮因素。
因此,馬洪運博士表示,開發(fā)兼具高能量密度和高安全性電池具有必要性。
而固態(tài)電池不僅具有高安全、高能量密度等優(yōu)勢,而且“高低溫”性能也很優(yōu)良,可同時解決安全和里程兩大核心焦慮。
馬洪運博士表示,從安全性角度來看,給定正負極相同、只有電解質有區(qū)別的固態(tài)電池和液態(tài)電池,固體電解質的燃點更高,熱穩(wěn)定性大幅度優(yōu)于電解液,部分固體電解質甚至是較完全的氧化產物(LLZO、LATP等),同時固態(tài)電解質具有更好的機械性能可以抑制鋰枝晶的形成,這使得部分固態(tài)電池的本征安全性高于液態(tài)電池。
從能量密度角度來看,部分固態(tài)電解質相比于常規(guī)電解液,具有更寬的電化學窗口,有利于提升電池的工作電壓,因此,固態(tài)電池有可能兼容更強氧化性的正極(高鎳/高壓三元正極、5V正極)、更強還原性的負極(含鋰負極)。其不流動特性能夠實現(xiàn)電池內部串聯(lián),簡化電池成組設計,有利于電池能量密度的提升。
基于此,開發(fā)固態(tài)電池有望在解決安全性問題的基礎上提升電池能量密度。
低空經濟為電池發(fā)展提供強勁動力
在今年全國兩會上,“低空經濟”被首次寫進政府工作報告,并被納入新質生產力范疇。
所謂低空經濟,是以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的各類低空飛行活動為牽引,輻射帶動相關領域融合發(fā)展的綜合性經濟形態(tài),在促進經濟發(fā)展、加強社會保障、服務國防事業(yè)等方面發(fā)揮著日益重要的作用。
目前,低空領域的主要產品有備受關注的eVTOL(電動垂直起降航空器,也被稱為“飛行汽車”)、無人機、直升機、傳統(tǒng)固定翼飛機等。
馬洪運博士表示,目前eVTOL賽道尤為火熱。今年一季度,峰飛航空eVTOL“盛世龍”成功完成全球首條跨??绯莈VTOL航線首次演示飛行;鵬匯天飛行汽車“旅航者X2”順利完成城市區(qū)域的低空飛行;億航智能的“空中的士”EH216-S上架淘寶工業(yè)品······低空經濟明顯升溫。
馬洪運博士指出,低空經濟正迎來一個前所未有的發(fā)展機遇。預計到2035年年,中國低空經濟的市場規(guī)模將達到3.5萬億元,將為鋰電池和固態(tài)電池的發(fā)展提供強勁動力。
新一代半固態(tài)電池能量密度達402Wh/kg
馬洪運博士表示,歷經超過25年的發(fā)展,力神電池已建立起業(yè)內領先的研發(fā)體系并形成具有市場競爭力的創(chuàng)新能力,累計起草10項電池行業(yè)國家標準,擁有國家和省部級研發(fā)創(chuàng)新平臺,取得眾多科技成果。
秉持“研發(fā)一代、儲備一代、應用一代”的理念,為搶占技術制高點和發(fā)展先機,力神電池深耕固態(tài)電池技術研發(fā)。目前,力神半固態(tài)電池體系開發(fā)工作已在能量密度提升、安全改善等方面取得了顯著的效果。
通過采用納米級新型材料表面修飾高鎳正極技術、多元復合硅負極技術、多維電子與離子超導網絡技術、高安全及高電化學反應活性固態(tài)電池耦合技術,軟包電池能量密度達到360Wh/kg,可通過180℃熱箱測試和2倍電壓過充,實現(xiàn)了高能量密度和高安全性能的兼顧。
同時,力神電池正在與高校、科研院所開展深度合作,采用前沿關鍵材料技術、突破性電化學體系設計、全新電池結構設計和先進電池工藝技術,攻克380-400Wh/kg半固態(tài)電池體系。
今年1月,力神電池完成全新一代、能量密度達402Wh/kg的超輕量化和高安全半固態(tài)電池開發(fā),在行業(yè)內同類產品中達到技術引領水平,將廣泛應用于超長續(xù)航乘用車、eVTOL等領域。