全固态电池高稳定性硫化物电解质制备技术与产业化

全固态电池高稳定性硫化物电解质制备技术与产业化上海屹锂新能源科技有限公司20202硫化物固态电解质开发进展CONTENTSCONTENTS0303硫化物全固态电池产业化进展01.研究背景高安全、高能量密度的固态电池技术是未来化学电源领域的重要发展趋势uu有机电解液易燃烧，甚至会导致爆炸u主要采用低容量的石墨或石墨复合类负极u电解液耐高压能力差u固液界面副反应明显u单体仅适合外部串联进行成组u需要专门的系统散热设计固态电解质不易燃易爆（提升电芯安全性）可采用金属锂或锂合金作为负极材料（提升能量密度）可采用高电压类正极（提升能量密度）固固界面副反应降低（提升电池循环性）单体可适用内串联方式升压（简化电池组设计）3只需考虑热均衡（简化系统设计）3401.研究背景固态锂电池核心材料-固态电解质高离子电导率能量密度宽电化学窗口安全性高稳定性低阻抗界面循环稳定性高界面相容性高离子电导率能量密度宽电化学窗口安全性高稳定性低阻抗界面循环稳定性高界面相容性硫银锗矿固态电解质Li7-aPS6-aXa（LPSX）具有高离子电导率、质地软易加工，可以很好地支撑固态锂电池的发展，实现能量密度和安全性的提升，开发潜力大。501.研究背景硫化物全固态电池行业面临的挑战硫化物全固态电池的核心材料——硫化物固态电解质硫化物固态电解质材料技术难点：①固-固界面阻抗大②对空气和水分敏感③与常规正极材料兼容度差④对金属锂稳定性不足⑤生产工艺复杂、要求高解决方案：①分级控制固态颗粒粒径，精准构筑固-固微界面②材料结构调控及控制环境水分，超低露点实现规模化生产需求③正极材料表面改性，提高界面兼容度④负极锂合金化，实现高能量密度的同时抑制锂枝晶的形成⑤硫化物固态电解质材料质地软易加工，开发非标设备02.硫化物固态电解质开发进展 发明专利 数量快速增长02.硫化物固态电解质开发进展低成本低成本高稳定性高电导率亚微米化77802.硫化物固态电解质开发进展uLPSX批量化合成产品SS902.硫化物固态电解质开发进展uLPSX精细化产品原粉原粉D90≤2.5D90≤2.5μmDmax≤30μmD90≤2.5μm超细电解质粉体Dmax≤20μm02.硫化物固态电解质开发进展uLPSX精细化产品产品规格离子电导率@20℃原粉Dmax≤20μm9.07mS/cm7.07mS/cmD90≤2.5μm3.79mS/cm2.52mS/cmD90≤2.5μm细粉稳定性测试：02.硫化物固态电解质开发进展uLPMSX高稳定性产品（温度25℃、露点-45℃的干燥环境中）陈化时间24h/•可在＜-45℃干燥气氛中生产（部分工序）、使用02.硫化物固态电解质开发进展u屹锂硫化物固态电解质粉体与同行产品的比较物相结构离子电导率电子电导率粒径分布稳定性F公司*//Z公司*/G公司*/M公司*///屹锂02.硫化物固态电解质开发进展uLPSX的负极稳定性•锂合金对称电池经小电流活化后，可在1mAcm-2电流密度下稳定脱嵌锂循环4000+h，且在不同阶段的界面阻抗保持稳定，LPSX电解质材料的负极界面稳定性优异。02.硫化物固态电解质开发进展uLPSX全固态电池的电芯性能NCMloading/mgcm-2•利用不同粒径的LPSX，精准构筑电解质层及电极层的固-固结构微界面，全固态电池表现出优异的倍率性能；•1C倍率长循环1000次后，电池容量保持率87.46%。02.硫化物固态电解质开发进展uLPSX全固态电池03.硫化物全固态电池产业化进展作为牵头单位发布了中国首个硫化物全固态电池标准（标准号:T/CIE189-2023填补硫化物体系全固态电池的制造、检测和验收标准的空缺。正极浆料混合正极浆料混合质量检测 滚动式压合质量检测陈化陈化 干燥化成化成 辊压电解质浆料封装电解质浆料封装 滚动式压合入壳入壳 干燥集电器焊接集电器焊接 辊压挤压挤压 切片叠片叠片惰性气体氛围负极铜箔切片切割惰性气体氛围负极铜箔切片切割03.硫化物全固态电池产业化进展u产品介绍型号技术参数LiPSCl固态电