固态电池及关键材料研发与产业化进展报告-唐光盛

固态电池关键材料研发和产业化进展

浙江锋锂新能源科技有限公司副总经理唐光盛博

士

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2

全球领先的锂生态企业

专注创新可持续发展

全球最大金属锂生产商

全球第二大、国内最大的锂化合物供应商/2020锂化合物与锂金属

全球锂系列产品品种最齐全、产品加工链最长、

工艺技术最全面的专业生产商原材料锂电池研发

与生产

20102018

深交所上市港交所上市赣锋的锂循环

SZCode:002460HKCode:01772

行业内市值全球第一（2021年7月）

锂电池回收赣锋客户的产品

全球唯一同时拥有“卤水提锂”、“矿石提锂”、

“锂回收料提锂”产业化技术的企业

3

赣锋锂电公司架构及产品分类

赣锋锂业

锂资源锂化合物锂金属赣锋锂电锂电池回收

手机、充电宝、

终端

东莞赣锋消费类锂电池平板及笔记本电浙江锋锂

产品脑、无人机、航

模等

终端智能手环、蓝牙

新余赣锋电子锂聚合物小电池产品耳机等可穿戴设

备、电子烟

技术固态电池材料&技

输出术

通讯基站储能、

终端风光水等发电端终端

赣锋动力电池厂储能锂电池

产品储能、大型工厂、产品

商业体、家用等

用电端储能系统

终端新能源汽车、船

动力锂电池

江苏赣锋产品舶、叉车、电动

两轮车等固体电解质材料固态锂电池、模组

confidential

4

浙江锋锂概况

赣锋锂电固态电池研发中心10+年研发经验

公司成立于2017年，核心研发团队拥有10年以上固态电池研发经验

200+研发团队

博士+硕士人数超过40%

152件已授权专利

已申请专利数280件，其中已授权152件（含国际专利13件）

8项国家地方重点科技项目

承担3项国家科技部项目、1项国家发改委项目、4项省级及地方项目

4+10GWh产能布局

已投产4GWh（江西新余），预计2025年10GWh产线建成（重庆）

confidential

5

浙江锋锂发展历程

2011201720182019

创始团队成立于创始团队与赣锋锂业共同百吨级固体电解质柔性固态电解

中科院宁波材料所成立浙江锋锂材料产线建成质隔膜量产

202220212020

东风E70示范运营车与战略车企达成合作0.3GWh固态锂电

全球首发共同开发固态电池系统池中试线建成投产

20232024

4GWh固态电池产线投产500Wh/kg高比能、高功率固态电池技术开发成功

千吨级电解质粉体线投产

赛力斯SF5装车量产

confidential

6

固态电池三大技术路线

全球固态电池重点研究企业总览

固态电池电解质技术路线聚合物电解质技术路线企业：硫化物电解质技术路线企业：氧化物电解质技术路线企业：

•聚合物电解质技术路线

•氧化物电解质技术路线

•硫化物电解质技术路线

数据来源：前瞻产业研究院、互联网

p全球电池及汽车企业纷纷入局固态电池，赣锋从产业链全方位进行了布局

confidential

7

固态电池关键材料LATP固体电解质材料

高导电型LATP+LATP纳米浆料

NASICON结构

千吨级全自动化固体电解质粉体

线

离子电导率,@RT规格

常规型体相：≥4.0mS/cm粉体产品：0.3~0.6μm

LATP总体：≥0.8mS/cm纳米浆料：150nm

体相：≥4.5mS/cm粉体产品：0.3~0.6μm

高电导型LATP+

总体：≥1.5mS/cm纳米浆料：150nm

锋锂开发了离子电导率达到1.5mS/cm新型LATP+材料，在行业率先实现千吨级产线投产confidential

p8

固态电池关键材料LLZO固体电解质材料

FL-GTEP-G3型FL-GTEP-G4型

Garnet结构

性能项目G1型（FL-GTEP）G2型（FL-GTEP）G3型（FL-GTEP）G4型（FL-GTEP）

描述分类常规型高导电型

电学性质离子电导率，@RT≥0.8mS/cm≥0.8mS/cm≥1.5mS/cm≥1.5mS/cm

材料成本BOM相对成本--（基准）↓-52%--（基准）↓-44%

p锋锂在持续开发和改进LLZO固体电解质材料，最新开发出1.5mS/cm高电导低BOM成本材料confidential

9

全固态氧化物电池关键材料超薄陶瓷膜

抗弯测试耐火测试

性能项目FL-NSEPC型FL-NSEPE型FL-NSEPS型

离子电导率，

电学性质≥0.5mS/cm≥0.4mS/cm≥0.6mS/cm

@RT

厚度200~300μm200~300μm50μm

耐水测试柔性展示

物化性能

稳定性安全稳定，耐水和空气，耐高温

机械性质3点弯曲强度150MPa120MPa200MPa

p超薄陶瓷膜是全固态氧化物电池的关键材料，赣锋研发已实现50μm厚度，实验室已突破25coμnfmid难en关tial

10

全固态硫化物电池关键材料LPSC固体电解质

XRDEIS

Li(24g,48h)

P(4b)

S(16e)

S(4d)

X(4a)

Argyrodite结构

电解质3μm材料名称离子电导率@RT粒度分布

硫活性物70wt%

化

物

正常规粉体•冷压素坯：≥10mS/cm•D50：15μm

极电解质3μm

堆活性物80wt%

积微细粉体•冷压素坯：≥4mS/cm•D50：3μm

模

型电解质5μm

活性物80wt%

超细粉体•冷压素坯：≥3mS/cm•D50：1μm

Adv.EnergyMater.2020,10,

1902881

锋锂在硫化物电解质材料方面研发积淀超过10年，持续为行业输出高离子电导、精细粉体c产onf品idential

p11

聚合物固态电池关键材料耐高压高电导固态电解质

基

体

及

固

态

电锂金属负极

解

质

膜

0.5

0.4LSV测试

0.3

(0.2

m

A

电

)0.1碳负极

流

0

2.533.544.555.5

对锂电位(V)

p耐高压高电导聚合物电解质材料的研制为实现高比能全固态电池提供了可能性confidential

12

高比能固态电池关键材料超薄锂金属负极

全球最大的金属锂供应商

全球市场份额

40%+密闭循环系统金属锂生产系统锂带生产系统金属锂车间

中国市场份额

70%+

锂硅合金

金属锂带金属锂片金属锂粒子锂硼合金锂粉

粉

p赣锋锂业是全球最大的金属锂供应商，在超薄锂金属负极加工上技术不断迭代保持领先confidential

13

锂金属负极固态化关键技术人造SEI膜

提高稳定性@潮湿空气抑制锂枝晶生长和粉

化

对对照组试验组

照

组

原始界面

试原始界面

验500μm500μm

组

0min1min10min

锂沉积/剥离循环稳定性增强

3mA/cm2（3mAh/cm2）

2mA/cm23mA/cm2

confidential

p赣锋锂金属表面人造SEI表界面固态化为解决锂负极电池核心问题开辟了道路14

始于材料忠于电池

赣锋角色：固态电解质材料供应商+电芯制造商

l浙江锋锂先进电解质材料供应商，固态电池技术开拓者

氧化物电解质l赣锋锂电固态锂电池全球领先制造企业

赣锋角色：材料供应商（固体电解质+硫化锂等）

l浙江锋锂高性能硫化物电解质材料供应商

硫化电解质l赣锋锂业建设关键原料硫化锂百吨级产线，打造稳定供应链

confidential

15

赣锋第一代固态电池电芯基础参数

28Ah40Ah

针刺测试热失控测试

5mm钢针，通过>180℃

120Ah

能量密度循环寿命@RT高温循环@45℃低温性能

230~270Wh/kg>2000cycles@1C/1C>1500cycles@1C/1C85%@-20℃

confidential

16

赣锋第一代固态电池针刺测试

传统液态电池赣锋固态电池

刚针刺入瞬间，冒烟鼓胀，随即剧烈燃烧固态电池在钢针刺入时未有明显变化

p赣锋第一代固态电池在针刺实验中表现出优异的安全性能，针刺无起火、爆炸等现象

confidential

17

赣锋第一代固态电池极限安全测试

枪击测试暴力锤击

p赣锋第一代固态电池通过枪击、暴力锤击等极限安全测试

confidential

18

赣锋第一代固态电池产品应用

动力汽车领域·应用储能&3C等领域·应用

东风E70

赛里斯SF5

p赣锋一代固态电池2022年全球率先实现装车运营，已在动力、3C数码与储能电池中应用

confidential

19

赣锋第二代固态电池金属负极固态电池

化学体系：三元正极/固态电解质膜/锂金属

能量密度：>400Wh/kg

安全性能:高的热失控边界

功率性能:持续放电倍率>5C

循环寿命:~500cycles

confidential

GanfengLiEnergyConfidential20

赣锋第二代400Wh/kg固态电池放电倍率

放电倍率放电容量（Ah）放电能量（Wh）容量保持率%

0.2C10.941.9100.0

0.5C10.741.098.3

1C10.439.695.7

3C10.137.192.6

5C9.835.190.0

7C9.533.387.4

9C9.131.283.7

10C8.930.081.7

12C8.227.075.6

15C7.623.770.0

备注：15C放电截止电压至2.8V

confidential

21

赣锋第二代400Wh/kg固态电池大容量电芯循环性能

50~70Ah产品

GanfengLiEnergyConfidential22

赣锋第二代400Wh/kg固态电池安全测试

项目针刺过充加热短路挤压

5℃/min,RT→150℃,

25℃，1C充电至2Umax或

测试方法25℃,Φ3mm,25mm/s保持30min，25℃,5mΩ25℃，30%变形量

充电2h

150℃→200℃或热失控

测试后

照片

曲线图

不起火、不爆炸不起火、不爆炸不起火、不爆炸不起火、不爆炸不起火、不爆炸

测试结果

通过通过通过通过通过

confidential

23

赣锋第二代400Wh/kg固态电池第三方安全测试

重物冲击针刺

枪击

p70Ah电芯满足包括重物冲击、针刺以及枪击在内的14项安全测试，获得第三方CNAS测试报告

confidential

24

赣锋第二代470Wh/kg固态电池BOL&EOL安全测试

测试项目针刺重物撞击过充电过放电挤压加热振动外部短路

振幅为0.8mm；频率

9.1kg铁锤从610mm挤压力（13±0.78）5℃/min，130℃保

具体参数3mm钢针，25mm/min15A过充1h50A恒流放电90min变化率1Hz/min；5mΩ，20℃/60℃

高度跌落在钢棒上KN持30min

频率范围10Hz~55Hz

BOL电芯

试验前试验试验前试验

刺穿刺入2/3宽面窄面试验前试验试验前试验试验前试验试验前试验

后后后后后后

EOL电芯

刺穿刺入试验前试验试验前试验

宽面窄面试验前试验试验前试验试验前试验试验前试验

2/3后后后后后后

刺穿/刺入2/3，未起火、未爆炸、

•未起火、未爆炸未起火、未爆炸未起火、未爆炸未起火、未爆炸未起火、未爆炸•未起火、未爆炸

未起火、未爆炸•••••未泄放、未泄漏•

测试结果

BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过BOL/EOL均通过coBOnLf/iEOdLe均n通ti过al

25

赣锋第二代500Wh/kg固态电池放电倍率

质量能密体积能密容量保持率

放电倍率放电容量（Ah）放电能量（Wh）

（Wh/kg)（Wh/L）%

0.1C13.250.6521.6983.0100.0

0.2C13.049.7512.3965.498.3

0.5C12.748.5499.1940.696.3

1C12.546.8481.9908.194.6

2C12.345.0463.6873.693.1

3C12.243.4447.3842.992.3

4C11.038.5396.6747.383.2

confidential

26

赣锋第二代500Wh/kg固态电池安全测试