浙江鋒鋰許曉雄：混合固液可能是動力電池終極路線
▲圖為浙江鋒鋰新能源科技有限公司總經(jīng)理許曉雄發(fā)表主題演講
“如果不用金屬鋰做負(fù)極，固態(tài)電池開發(fā)就沒有什么意義，做固態(tài)電池就是要保證電池的高能量密度情況下的高安全性。高能量密度就要把金屬鋰用起來，這是實現(xiàn)高能量密度最有效的方法。這對于贛鋒的材料板塊發(fā)展會帶來很好的互動/互補(bǔ)。”
日前，“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會”在深圳舉行，在風(fēng)帆有限責(zé)任公司冠名的“軟包電池核心材料及先進(jìn)技術(shù)突破”專場論壇上，浙江鋒鋰新能源科技有限公司總經(jīng)理許曉雄作了題為《固態(tài)動力鋰電池技術(shù)研發(fā)進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢》的演講，發(fā)表上述觀點(diǎn)。
許曉雄表示，贛鋒鋰業(yè)（浙江鋒鋰母公司）目前已經(jīng)形成了比較好的鋰生態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)。公司堅持穩(wěn)步擴(kuò)產(chǎn)，今年會形成碳酸鋰6萬噸，氫氧化鋰8萬噸產(chǎn)能。金屬鋰材料，贛鋒一直處于全球市場第一的狀態(tài)，占有全球40%的份額，主要應(yīng)用在化工和醫(yī)藥行業(yè)；在電池行業(yè)的應(yīng)用也在逐步放量。
許曉雄認(rèn)為，如果將全固態(tài)鋰電池定義為：電池單體內(nèi)使用固體電極和固體電解質(zhì)材料，不含有任何液體的二次電池。那么據(jù)此，現(xiàn)在的全固態(tài)電池可以包括三類：
1.已實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用案例的PEO類聚合物固體電解質(zhì)路線，以歐美的發(fā)展為代表，包括加拿大、法國等。2.無機(jī)固體電解質(zhì)材料，主要包括硫化物和氧化物，硫化物以豐田和三星為代表。3.有機(jī)（聚合物）與無機(jī)復(fù)合的固體電解質(zhì)路線；在全固態(tài)電池方面應(yīng)該是未來的方向。
許曉雄表示，行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)形成了共識，全固態(tài)電池產(chǎn)品離實用還有些遙遠(yuǎn)；在液態(tài)電池和全固態(tài)電池之間的混合態(tài)路線，能夠很好地解決液態(tài)和固態(tài)的困難和缺點(diǎn)，發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn)。目前市場上的“半固態(tài)”“準(zhǔn)固態(tài)”“類固態(tài)”都可叫作混合固液電解質(zhì)電池。與傳統(tǒng)電池相比，混合態(tài)電池有綜合的優(yōu)勢，每一項雖不能達(dá)到完美，但是具有均衡性。
“混合固液的路線可能是動力電池領(lǐng)域終極的路線，這是我個人的觀點(diǎn)。”許曉雄表示，他認(rèn)為在動力電池上全固態(tài)不一定用得上，因為全固態(tài)確實還有很多的問題，尤其是低溫性能、成本、規(guī)模量產(chǎn)等，“現(xiàn)在來看還挺艱難，這也是豐田為什么一直在推后全固態(tài)電池車示范的原因”。
也基于此，所以在很多產(chǎn)品開發(fā)上，贛鋒一直是基于混合態(tài)的路線。許曉雄強(qiáng)調(diào)，“不要妖魔化固態(tài)電池，它不是一個概念，而是同時解決動力電池高比能和高安全這兩個大問題的一條路線而已，僅僅是一個解決途徑”。
在許曉雄看來，（混合態(tài)）對現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)線沒有特別大的顛覆，混合固液也適合采用軟包疊片的路線，而且裝配上與現(xiàn)在的軟包液態(tài)有極大的兼容性，可能超過80%，剩下20%可以通過現(xiàn)有很多產(chǎn)線改造，不需要大的顛覆就能實現(xiàn)規(guī)模化、自動化和高效量產(chǎn)。
據(jù)其介紹，贛鋒計劃投入6億-7億元資金支持固態(tài)電池板塊的發(fā)展，“去年在江西建了3億瓦時的一條線，做混固態(tài)的產(chǎn)品，全固態(tài)我們主要還是在做研發(fā)階段”。許曉雄說道。在固體電解質(zhì)材料上，包括氧化物和硫化物，贛鋒都達(dá)到了規(guī)模化的狀態(tài)，而且電導(dǎo)率水平處于國際的先進(jìn)水平。
許曉雄透露，贛鋒的混合固液電池產(chǎn)品主要是軟包類型，在體系規(guī)劃上主要有兩代產(chǎn)品。第一代以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)隔膜，用石墨為負(fù)極，能量密度達(dá)240Wh/kg- 270Wh/kg。第二代也以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)膜，負(fù)極則采用鋰金屬，能量密度達(dá)320Wh/kg- 420Wh/kg。
“在迭代技術(shù)上，兼顧高比能和高安全，就是金屬鋰為負(fù)極。安全性跟第一代是不一樣的，測試的結(jié)果顯示它的安全性比碳負(fù)極的還要安全，在針刺、擠壓、熱穩(wěn)定方面能有更高的安全性。用金屬鋰為負(fù)極，固態(tài)電池解決安全是沒有問題的。”許曉雄說道。
對于未來的發(fā)展，許曉雄認(rèn)為，無模組技術(shù) (CTP)，與電池-整車一體化技術(shù)(CTV)結(jié)合高安全高能量密度固態(tài)電池技術(shù)，在解決電動汽車行業(yè)的痛點(diǎn)方面，有望是一條有效的解決途徑。同時，許曉雄表示，未來鋰電池市場萬億規(guī)模可期。蛋糕越來越大，各類技術(shù)在里邊都有一定的定位和份額。
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