星盈科技全固态电池展望

固态电池|星盈科技文章来源自：高工锂电网

2020-06-12 18:06:56 阅读：53

动力电池安全和可靠是新能源汽车行业发展的命脉。

当前新能源汽车应用的主流技术路线有磷酸铁锂和三元电池，前者安全性能较高但能量密度偏低，后者具有较高的能量密度但安全问题突出，都无法兼顾高安全与高比能。

在此情况之下，固态电池技术由于具备高能量密度、高安全、体积小、重量轻、长寿命等优势，被业内认为是下一代动力电池技术的主流之一，吸引众多电池企业、主机厂和科研机构积极研发布局。

近年来，固态电池的研发产业化持续升温，吸引众多国内外顶尖电池企业、主机厂和科研机构积极跟进布局，但基本上都还处于研发或实验室试验状态。

6月10日，高工锂电、高工产研主办的第十三届高工锂电产业峰会隆重举行，本届峰会由利元亨总冠名，主题为“市场分野与产业裂变”，超700位企业高层共同就2020年动力电池产业趋势与变革进行深度探讨。

会上，星盈科技总经理郭永兴作了题为“复合电解质基固态电池研究进展”的主题演讲，分享了星盈科技在固态电池方面的研发思路与进展。

与传统锂电池相比，固态电池采用固态电解质替代传统的易燃电解液，同时可采用金属锂负极和高电压正极等新型材料，拥有很高的发展潜力。

当前，固态电解质主要有聚合物、氧化物和硫化物三种技术路线。在高温条件下，聚合物离子电导率高，容易成膜，最先实现了小规模商业化生产。

相对于氧化物，硫化物由于相对较软，更容易加工，通过热压法可以制备全固态锂电池，但还存在空气敏感、容易氧化，遇水容易产生硫化氢等有害气体的问题。

郭永兴表示，星盈科技结合了氧化物、硫化物和聚合物这三种固态电解质的优势，选择了氧化物-聚合物复合固态电解质的研发路径，加快固态电池产业化进程。

在制备电解质方面，星盈科技选择了氧化物LLZTO电解质，通过高温烧结合成LLZTO粉体。同时采用溶液浇铸法制备出厚度20-100um的有机-无机复合电解质膜。在红外光谱下，LTFSI添加可显著降低聚合物结晶度，提高其复合膜离子电导率。

在此基础上，星盈科技展开了PEO/PVDF基固态电池体系的研究探索。

公司开发了PEO基-LFP/Li 固态电池体系，采用固相烧结离子导体(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固态电解质；固态电解质浇注原位固化的开发策略。该电池经过50次循环之后还能接近98%。

PVDF基-高镍NCM/Li 固态电池体系采用NCM811原位液相包覆和金属锂负极保护层涂覆的开发策略。该电池0.1C 首次放电容量达190 mAh/g，0.5C 循环寿命可达200周。

此外，星盈科技还开发了PVDF基-NCM/SiOx-C体系固态电池，采用化学溶液法制备SiOx负极的开发策略。

郭永兴表示，针对上述电池体系，星盈科技设计了一款80Ah-软包固态电池，设计电池能量密度400wh/kg，解质膜的厚度大概在30微米左右。

郭永兴还给出了公司的全固态电池展望：2020年验证固态电池材料体系，达到300Wh/Kg的5Ah软包设计验证；2022年固态锂电池实现中试化生产；350Wh/Kg，循环>1000次；2024年建设年产2GWH 的全固态锂电池生产线实现量产；400Wh/Kg，循环>1000次。

星盈科技成立于2016年，是国家级高新技术企业，目前具备2.5GWh的生产能力，当前量产的磷酸铁锂电芯单体比能量超过170wh/kg，NMC523体系的三元电芯单体比能量达235wh/kg。

此外，公司还即将量产一款与主机厂联合开发的138Ah高镍产品，比能量达285wh/kg，配套乘用车续航超过750km。