天勁股份王強(qiáng)：軟包固態(tài)電池在未來(lái)幾年有望率先量產(chǎn)
圖為廣東天勁新能源科技股份有限公司CTO、研究院院長(zhǎng)王強(qiáng)致辭
10月16日，“第五屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)（CBIS2020）暨首屆中國(guó)新能源新材料（寧德）峰會(huì)”在福建寧德召開。本屆峰會(huì)由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)、福建省寧德市人民政府、電池中國(guó)網(wǎng)，以及寧德時(shí)代、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)國(guó)家工程研究中心和21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主辦。在“先進(jìn)材料及新技術(shù)應(yīng)用”主題論壇上，廣東天勁新能源科技股份有限公司CTO、研究院院長(zhǎng)王強(qiáng)分享了天勁股份基于軟包技術(shù)在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)上的思路和成果。
王強(qiáng)表示，固態(tài)電池目前有一些共性的問題：第一個(gè)是固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低；第二個(gè)固界面缺乏可視量化手段；第三個(gè)固態(tài)電池目前整個(gè)的制成工藝對(duì)產(chǎn)業(yè)的顛覆比較大一點(diǎn)，所以有沒有更簡(jiǎn)單、成熟的辦法去做這個(gè)事情。
據(jù)王強(qiáng)介紹，廣東天勁主要聚焦在目前國(guó)際主流乘用車熱衷的軟包動(dòng)力技術(shù)路線，“相對(duì)來(lái)說(shuō)，軟包電池在固態(tài)電池的基礎(chǔ)條件相對(duì)比方形或圓柱好一些”。
“業(yè)界對(duì)于寄希望將電池能量密度提升至400Wh/kg~500Wh/kg的途徑由固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)，”王強(qiáng)認(rèn)為，考慮到目前材料技術(shù)的開發(fā)和儲(chǔ)備情況，未來(lái)兩到三年實(shí)現(xiàn)300Wh/kg到350Wh/kg的固態(tài)電池初步量產(chǎn)希望會(huì)大一點(diǎn)。
據(jù)王強(qiáng)透露，天勁股份基于對(duì)軟包和固態(tài)的基礎(chǔ)性研究和積累，在固態(tài)電池的研發(fā)思路上，電解質(zhì)采用聚合物固態(tài)電解質(zhì)，區(qū)別于傳統(tǒng)的硫化物或者氧化物固態(tài)電解質(zhì)?！半娊赓|(zhì)采用原位聚合，精準(zhǔn)固化的思路，與現(xiàn)有的動(dòng)力產(chǎn)線工藝兼容性比較好一點(diǎn)，這是目前實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)思路?！蓖鯊?qiáng)還透露，正極將采用高鎳，負(fù)極選用硅氧。
在王強(qiáng)看來(lái)，聚合物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化有望在近幾年加速，“因?yàn)樗壳安捎玫姆绞降谝粋€(gè)是小分子，第二個(gè)是離子液體，第三個(gè)塑化劑，實(shí)現(xiàn)路徑很多?！蓖鯊?qiáng)表示，廣東天勁目前采用的方案是通過原位聚合的方式，在軟包層面，通過增加前軀體溶液，通過熱引發(fā)聚合的方式實(shí)現(xiàn)，“整個(gè)的產(chǎn)線，包括整個(gè)的作業(yè)方式，與目前現(xiàn)有的軟包工藝調(diào)整幅度非常小?！?/p>
動(dòng)力電池安全是產(chǎn)業(yè)界和社會(huì)廣泛關(guān)注的問題，目前通過PACK的多維度設(shè)計(jì)防止熱失控已經(jīng)有較多方法，能否從電芯內(nèi)部改進(jìn)，解決熱失控的內(nèi)生因素？據(jù)王強(qiáng)介紹，天勁股份在這塊也已經(jīng)有不少創(chuàng)新，如在電芯制造上，我們通過涂布工藝、聚合工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了多個(gè)嘗試，設(shè)計(jì)的電芯產(chǎn)品已經(jīng)具備內(nèi)生防止熱失控的功能，且具備規(guī)劃化量產(chǎn)可行性，“目前有很多參數(shù)還在優(yōu)化，”據(jù)王強(qiáng)透露，公司還在設(shè)備環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新，如與科研院所一起開發(fā)的設(shè)備主要解決在固態(tài)電池或半固態(tài)電池電極與電解質(zhì)接觸過程中，怎樣處理原位表征應(yīng)力等。
據(jù)王強(qiáng)介紹，目前公司第一個(gè)固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度大概為277Wh/kg，整體循環(huán)壽命還有優(yōu)化的空間；第二個(gè)固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度約為302Wh/kg，負(fù)極用硅氧加石墨，循環(huán)性能目前還不是特別優(yōu)異，主要是因目前的固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)入還有待提升。
在PACK層面，近兩年方形電池出現(xiàn)了CTP、刀片工藝，然而對(duì)于軟包電池來(lái)說(shuō)，CTP實(shí)現(xiàn)起來(lái)會(huì)比較難。不過，王強(qiáng)透露，在軟包PACK結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化上，天勁股份也有創(chuàng)新，“目前軟包電池包是通過把模組做大，減少PACK內(nèi)的模組數(shù)量及相關(guān)結(jié)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)單個(gè)模組帶電量的提升和整個(gè)電池包容量的增加，同時(shí)還能降本?！?/p>
今年以來(lái)，磷酸鐵鋰在新能源乘用車市場(chǎng)有所回暖，業(yè)界有些聲音開始爭(zhēng)論三元和磷酸鐵鋰的路線。王強(qiáng)認(rèn)為，電池技術(shù)會(huì)不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)在未來(lái)1到2年三元電池的安全性會(huì)有較大的突破，“磷酸鐵鋰確實(shí)對(duì)不少應(yīng)用車型是個(gè)很好的選擇，但是從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，三元電池的技術(shù)仍然是業(yè)界要同心協(xié)力，共同努力的?！?/p>
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