硫化物全固态电池产业化开发进展

汇报人朱高龙博士研发中心主任锂电池是实现碳中和的核心支柱能源利用总效率 77%33%20%间歇性可再生能源超过发电25%，所有发电站都必 电动化是市场的必然选择综成综成!!!60%能成本购车84%能成本购车84%成本综合成本降低66%重卡换电领域综合成本降低16%，电动航空类综合成本降低66%，成本优势显著重卡换电领域综合成本降低16%，电动航空类综合成本降低66%，成本优势显著。33高比能兼顾高安全电池的主要三条技术路径液态电解液正极负极正极负极硫化物电解质正极负极聚合为电解质无机电解质氧化物固态电解质;44电池安全性分析-为什么是全固态来源：《中国新能源革命展望》欧阳明高55SEVC固态电池产业化技术路线66高安全电池350Wh/kg330Wh/kg270Wh/kg220Wh/kg310Wh/kg30Ah25Ah18Ah16Ah25Ah3.503.55V3.70V3.70V3.6V-20℃~55℃-20℃~55℃-20℃~55℃-20℃~55℃-20℃~55℃800cycle800cycle1000cycle1000cycle1000cycle72*180*10mm72*180*10mm72*180*8.2mm72*180*10mm72*180*10mm 高安全电池o原位固化本征安全电解液+小分子聚合单体 高温聚合聚合物固态电解质，降低界面热化学反应速度o原位固化本征安全电解液+小分子聚合单体热安全性：热箱测试+绝热热失控测试热、热、电、辐射等C82.0199.693.5248.08825AhSEVC1072180-25-330SEVC9高安全电池25AhSEVC1072180-25-330SEVC9电芯规格SpecificattionsGWh级供应能力电池体系高镍-石墨/硅能量密度330Wh/kg标称容量30Ah标称电压3.55V放电倍率使用温度-20℃~55℃循环次数800cycle电芯尺寸模组规格Specificattions电压参数为什么硫化物全固态硫化物电解质高离子导率•高离子导率•离子导率最高达到32mS/cm•离子迁移数接近1易于加工•在复合电极中通过冷压能形成连续离子通路•通过冷压可形成高致密度的电解质膜全固态电池产业化时间表Source:富士经济报告《2020硫化物全固态电池产业化挑战全固态电池发展迅速，已经基本完成实验室的PreA验全固态电池发展迅速，已经基本完成实验室的PreA验证进入到工程化的A样验证阶段电池运行需要高的压力电池运行需要高的压力实际应用体系下电池循环寿命差批量生产设备不成熟实际应用体系下电池循环寿命差批量生产设备不成熟体系兼容高粘性粘结剂2024年定工艺2025年定设备2024年定工艺2025年定设备2026建成产线2027年出产品电池高效率装配与集成电解质生产设备LiqiangMaiLiqiangMaiet.al,Joule,2,2018硫化物全固态电池全生命周期全景图硫化物全固态电池生产流程vs液态生产流程硫化物全固态电池成本核算当前硫化物材料价格昂贵的原因：1、当前硫化物材料价格昂贵的原因：1、随着硫化物全固态电池走向产业化，规模2、随着技术成熟，工艺门槛降低，原材料（元素）价格将成为生产成本的决定因素。硫1、硫化物全固态电池目前尚处于产业化探索阶段，材料需求量不大，属于效率较低，人力、原料、设备、耗材全固态电池研究进展|电解质一代追求离子导率：9-18mS/cm一代追求离子导率：9-18mS/cm四代提升循环稳定性：界面包覆减缓副反应二代构建复合电极离子通路降低膜厚：200二代构建复合电极离子通路降低膜厚：200-900nm全固态电池研究进展|正极高镍包覆稳定性提升明显克容量232mAh/g高镍包覆稳定性提升明显技术2:材料结构设计技术2:材料结构设计全固态电池研究进展|负极电性能测试竞品性能对比一步法制备技术电性能测试竞品性能对比循环稳定性充放电测试首次首次首次1000周循环放电容量放电容量循环稳定性充放电测试首次首次首次1000周循环放电容量放电容量库伦效率容量保持率1500mAh/g1350mAh/g89%82%●华宜清创应用于硫化物固态电池的硅碳负极材料，400个循环后容量保持率为95%，气相沉积硅碳efft全固态电池研究进展|粘结剂|复合电极高压实复合正极高压实复合正极●通过调控R基团的电●通过调控R基团的电与硫化物的与正极金属离子的与负极表面500周容量保持率%压实密度g·cm-3首效%面容mAh·cm-2实现对活性材料、硫化物电解质、导电剂颗粒与负极表面500周容量保持率%压实密度g·cm-3首效%面容mAh·cm-2高压实复合负极●超薄、致密、均匀高压实复合负极●超薄、致密、均匀%g·cm-3%全固态电池研究进展|电芯全电池循环45Ah300Wh/kgSi@C