太藍(lán)新能源與長(zhǎng)安汽車發(fā)布無隔膜技術(shù),固態(tài)電池迎量產(chǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)
2024-11-08 11:47:20
摘要：過去十年間,液態(tài)電池能量密度持續(xù)提升,成本下降了80%,帶動(dòng)了新能源車在全球范圍內(nèi)迅速鋪開。
過去十年間,液態(tài)電池能量密度持續(xù)提升,成本下降了80%,帶動(dòng)了新能源車在全球范圍內(nèi)迅速鋪開。
但動(dòng)輒半小時(shí)以上的補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng),低溫性能衰減,以及不時(shí)燒起的熊熊大火,仍然是難以根除的問題,也限制了新能源車如今的銷量增速。
為了徹底解決這些問題,更安全,能量密度更高,倍率性能更強(qiáng)的六邊形戰(zhàn)士——固態(tài)電池的量產(chǎn)和應(yīng)用,被人們給予了極高的期望。
液態(tài)電池走上商業(yè)化道路已有數(shù)十年,性能開發(fā)已經(jīng)接近極限,誰能率先將固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化,就可以捧起了鋰電市場(chǎng)的終極圣杯。
在汽車行業(yè)的急迫需求之下,固態(tài)電池公司如雨后春筍般出現(xiàn),但所研發(fā)的產(chǎn)品卻商用化進(jìn)展緩慢,甚至一再跳票,甚少能給市場(chǎng)實(shí)質(zhì)性的信心,難以讓消費(fèi)者看到真正的變化。
太藍(lán)新能源本次發(fā)布無隔膜固態(tài)電池技術(shù),是鋰電行業(yè)重大的技術(shù)突破,有望打破這一局面。
在本次正式亮相之前,太藍(lán)新能源已經(jīng)完成了六輪融資,除了長(zhǎng)安汽車以外,還有君聯(lián)資本、兩江資本、中金資本、招商局創(chuàng)投等多家明星機(jī)構(gòu)。
備受青睞下,太藍(lán)新能源的技術(shù)實(shí)力到底如何?
去掉隔膜,固態(tài)電池進(jìn)入轉(zhuǎn)折點(diǎn)
固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)的液態(tài)電池,在材料選擇上的核心差異在于其采用了固態(tài)電解質(zhì)來替代液態(tài)電解液和隔膜。
固態(tài)電解質(zhì)的使用能夠?qū)崿F(xiàn)電池本征安全,其獨(dú)特的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性顯著提升了電池性能的理論天花板,同時(shí)也帶來了難以解決的問題——固-固界面。為了加速固態(tài)電池技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程,業(yè)界普遍采取了一種折衷的技術(shù)路徑,即優(yōu)先發(fā)展半固態(tài)電池。
半固態(tài)電池大體可以分為兩種技術(shù)方案,一種是在隔膜或者極片上加入固態(tài)電解質(zhì);另外一種是使用凝膠電解質(zhì)。但這些無論是哪一種方案,都是采用“加法”的思路來解決問題,即在隔膜和液態(tài)電解液均需保留的基礎(chǔ)上,額外增加固態(tài)電解質(zhì)材料和凝膠原材料等等。
這也導(dǎo)致了“加料”之后的半固態(tài)電池,仍存在隔膜和液態(tài)電解液(占比約5-15%),與固態(tài)電池的初衷大相徑庭。
還有一些常見的“加”方案,給電芯增加防爆閥;在PACK層面,增加氣凝膠、增加云母片、增加液冷系統(tǒng)、增加高強(qiáng)度殼體……但這些都無法根本解決隔膜及鋰電池的安全問題。我們已經(jīng)看到——過度堆砌不僅大幅增加成本,增加系統(tǒng)復(fù)雜性,最終依然沒有解決安全性問題。
近日,行業(yè)中終于出現(xiàn)了一次革命性的技術(shù)突破。太藍(lán)新能源聯(lián)合長(zhǎng)安汽車在重慶召開發(fā)布會(huì),展示了雙方最新的無隔膜固態(tài)電池技術(shù)。這一技術(shù)既兼容半固態(tài)產(chǎn)品的量產(chǎn),同樣適用于全固態(tài)產(chǎn)品的開發(fā)。
液態(tài)電池中,最容易引發(fā)熱失控的材料就是隔膜和電解液,去掉隔膜,用完全不可燃的固態(tài)電解質(zhì)層,可以很好地解決這一問題,讓現(xiàn)階段的半固態(tài)電池向固態(tài)電池加速跨越。
太藍(lán)新能源的無隔膜固態(tài)電池技術(shù),在極片表面導(dǎo)入高致密度、低孔隙率的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)層,以電解質(zhì)層來替代原有隔膜功能,這與固態(tài)電池的做法思路一致。
太藍(lán)新能源自主研發(fā)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)材料,既具備高鋰離子傳導(dǎo)能力,高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,可通過>500°C的火燒測(cè)試;而傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池采用PE或PP材質(zhì)的隔膜,耐熱性只有130°C-160°C。
最終呈現(xiàn)的效果是,無隔膜固態(tài)電池技術(shù),可有效抑制高溫、機(jī)械力,以及過充等誘發(fā)的電池?zé)崾Э亍?br /> 發(fā)布會(huì)上,太藍(lán)顛覆性地提出全新的鋰電池“減材制造”方案。
鋰電池自問世以來,從來都是通過層層疊加安全防護(hù)措施的“加法”來提升安全性能,但增加保護(hù)措施僅能治標(biāo),不能治本,沒有從根源上解決安全問題。
太藍(lán)新能源的“減材制造”方案直指安全核心,首次在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了“去掉隔膜”,在顯著增強(qiáng)電芯的本征安全的前提下,顛覆了無限堆砌保護(hù)措施的理念。
全新的“減材制造”理念,也進(jìn)一步明確了從半固態(tài)到全固態(tài)電池的進(jìn)化路徑。在“減材”理念的指引下,太藍(lán)的無隔膜固態(tài)電池技術(shù),顯著增加了安全性能,經(jīng)過電池安全測(cè)試驗(yàn)證——擠壓、高溫、過充,遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)要求。這也是其無隔膜固態(tài)電池和其他傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的本質(zhì)不同。
對(duì)于固態(tài)電池最讓人頭疼的界面問題,太藍(lán)新能源則自研了原位亞微米工業(yè)制膜(ISFD)技術(shù)、界面柔化技術(shù)來解決。
從行業(yè)中最初的在液態(tài)電池中增加固態(tài)電解質(zhì),到如今在液態(tài)電池中減去隔膜,“4-3-2-1”路線和“減材制造”方案的問世,終于讓半固態(tài)跨越到固態(tài)電池的路徑開始清晰。
在本次發(fā)布會(huì)上,太藍(lán)新能源與長(zhǎng)安汽車不僅帶來了新一代的固態(tài)電池技術(shù),并且就后續(xù)業(yè)務(wù)合作闡明了時(shí)間進(jìn)度。
長(zhǎng)安汽車入股太藍(lán)新能源,是國(guó)內(nèi)第三家固態(tài)電池企業(yè)與大型車企開展深度戰(zhàn)略合作的案例,進(jìn)一步說明固態(tài)電池技術(shù)在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用正在加速落地。
與車企合作對(duì)固態(tài)電池企業(yè)的好處頗多,所有的電池產(chǎn)品的開發(fā)都是以車企的需求為導(dǎo)向,不管是頭部車廠還是新勢(shì)力造車,都是如此。
如今,越來越多的快充產(chǎn)品,以及PHEV專用電池包的出現(xiàn),也順應(yīng)了當(dāng)下車企以及終端消費(fèi)者的迫切需求。
至于半固態(tài)電池,車企不僅需要其能量密度更高,倍率性能更好,安全性能更優(yōu),最關(guān)鍵的,還要成本可控。在全行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)如火如荼的局勢(shì)下,成本可控才是大規(guī)模量產(chǎn)的前提。
太藍(lán)新能源的愿景是做固態(tài)電池的普及者,此番與長(zhǎng)安汽車全面合作,正因雙方秉承著共同的目標(biāo),推動(dòng)半固態(tài)電池的規(guī)?；瘧?yīng)用,加速全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
此次發(fā)布的無隔膜固態(tài)電池技術(shù),去掉隔膜的設(shè)計(jì)應(yīng)用于半固態(tài)產(chǎn)品上,讓其在材料成本上進(jìn)一步降低,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中原材料成本減少10%以上;在制造工藝上也有所壓縮。因此真正做到了成本可控,快速量產(chǎn)。
太藍(lán)新能源的團(tuán)隊(duì)從研發(fā)初期就以快速產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),無隔膜技術(shù)可以兼容多種類的高比能正負(fù)極材料,可以根據(jù)客戶需求,實(shí)現(xiàn)能量密度靈活定制。
這也意味著,區(qū)別于行業(yè)中成本昂貴的半固態(tài)/固態(tài)電池產(chǎn)品,太藍(lán)新能源的半固態(tài)產(chǎn)品,是真正可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模裝車,批量生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品。
而此前,太藍(lán)新能源的半固態(tài)產(chǎn)品已經(jīng)通過GB38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》和GB43854-2024《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》相關(guān)認(rèn)證,在部分細(xì)分市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量交付。
固態(tài)電池從來不是“空頭支票”,只有全行業(yè)共同努力,都以量產(chǎn)為目標(biāo),才能推進(jìn)我國(guó)固態(tài)電池技術(shù)的進(jìn)步。
會(huì)上,太藍(lán)新能源、長(zhǎng)安汽車,及中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、真鋰研究共同發(fā)布的行業(yè)首部《固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展白皮書》,綜述了固態(tài)電池發(fā)展歷程,技術(shù)流派,以及人們?cè)诠虘B(tài)電池領(lǐng)域的每一步探索和取得的珍貴的研究成果,從技術(shù)方向到規(guī)模量產(chǎn),從行業(yè)現(xiàn)狀到未來趨勢(shì),太藍(lán)新能源希望通過這部白皮書,為在電池技術(shù)路上孜孜不倦探索的同路人,提供一些支持。
會(huì)上,太藍(lán)新能源宣稱無隔膜半固態(tài)動(dòng)力電池2026年裝車,全固態(tài)電池2027年量產(chǎn)的計(jì)劃。這些都意味著半固態(tài)電池正在加速上車,全固態(tài)電池也蓄勢(shì)而待。
