财通：2024固态电池产业生态圈企业家峰会20240628

【摘要】 □□一、固□□□池关□材料开□及界面□用技□研究 张涛中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博导、能源中心书记、主任1.未来固态电池的发展 1）氧化物锂离子导体材料已具备量产能力，产品以粉体、浆料、隔膜等形式应用于固态锂电池的电极掺混、隔膜涂覆和电极界面改性等用途。 2）持续提高电极/电解质和电极内部固固界面适配性是固态电池技术发展的关键。 3）从工艺设计和工程化平台开发角度，验证和持续提高Ah级固态锂电池的安全、能量密度、循环、倍率和低温性能，是当前工程技术开发的主要问题。 详细纪要链接：详见星球 □□二、全固□□□池□□化路径与□践 李峥清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理1.不同技术路线优缺点 1）聚合物：优点：加工性能好，已有产业化先例；缺点：离子电导率低，常低温性能很差； 2）无机材料：优点：香蕉聚合物离子电导率高；缺点：工艺兼容性差，难做到致密，不利于离子传输； 3）解决方案：同时使用聚合物与无机材料，制成复合材料。 2.清陶能源 1）工艺、设备创新有效提升致密度； 2）高电压锰基正极：高电压需添加更多锰元素，降低原料成本；固态/半固态电解质有效解决锰溶出、姜-泰勒效应问题； 3）实现无机固态电解质分体量产；超薄固态电解质层致密化成型等； 4）固态产业化路径： 2024：第一代半固态规模化装车智己L6，实现1000公里续航； 2025：准固态电池量产装车； 2026：全固态电池装车验证； 2027：正式推出全固态电池。详细纪要链接：h详见星球 □□三、固□□池关□材料研□与□□化□展 唐光盛浙江锋锂新能源科技有限公司副总经理1.锋锂全布局三大技术路线 1）氧化物：半固态采用氧化物固液混合体系，实现行业最高1.5mS/cmLATP+材料； 2）硫化物：研发超10年，电导率超过10mS，遥遥领先同行； 3）氧化物：难点在于量产超细粉体，已实现小于3微米产品，电导率超过4mS 。 2.关键技术 1）锂负极固态化：实现人造SEI固态电解质层，解决枝晶问题。 3.产品情况：已实现400Wh/Kg锂金属负极，今年500Wh/Kg半固态电池研发成功。 详细纪要链接：详见星球 □控策略□及其性能□□的□解□□四、聚合物基固□ 刘洪涛中南大学化学电源与材料研究所副所长1.固态电解质分类 1）无机：硫化物、氧化物；优点：离子电导率高；缺点难以解决界面问题； 2）有机：聚合物；优点：与现有液态电池工艺接近，节省设备投资；缺点：离子电导率低； 3）解决方案：使用复合材料，有机聚合物作基体，填入无机电解质。 2.复合材料 1）基体：高弹态才能导锂，需要注意玻璃态到高弹态转变温度；PU、PVDF、HFP等材料常见且成本较低； 2）导电锂盐：高离子电导率，分子量大（阴离子大便于锂离子解离）；常见LITFSI，高氯酸锂； 3）填料：分活性填料与惰性填料，惰性不含锂，活性含锂可参与导锂，如LLZTO、LLZO； 4）填料作用：增强聚合物机械强度；让聚合物无序结构更多，有更多导锂位点。 3.改进方法-纳米团簇 1）在无机材料表面接上纳米团簇，与高分子聚合物形成良好兼容。详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/106E6fy1 □新未来□汽□□共:□能□新模式双向□□池与蔚来□□五、固□ 邓素祥蔚来汽车固态资深专家1.蔚来换电模式的快速扩容由以下因素驱动： 1）行业合作趋势：传统车企与新兴车企从竞争走向合作，共同推动新能源汽车行业的发展。 2）技术输出：新兴车企向传统车企输出换电技术，形成互补优势。 3）用户体验：换电模式提供了快速、便利的补能解决方案，减少了用户的里程焦虑。 4）成本效益：合作共建换电站可以降低成本，提高运营效率。 2.换电模式如何加快固态电池产业化 1）电池管理：换电模式允许更精细的电池健康管理，延长电池寿命。 2）快速推广：通过换电站快速部署固态电池，收集运行数据，加速技术迭代 。 3）成本控制：换电模式可以减少用户对高成本固态电池的直接负担。 3.原位固化技术存在的问题及解决思路 1）界面阻抗增加：凝胶在电芯表面的形成可能导致界面阻抗增加。 2）气体排除困难：在电芯内部固化时，气体和凝胶可能难以排除。 3）电芯封边问题：固化过程中可能影响电芯的密封性。 4）解决思路可能包括：1.材料和工艺优化；2.结构设计；3.分步固化 4.固态电池如何提升换电体验 1)能量密度：固态电池具有更高的能量密度，提供更长的续航里程。 2)低温性能：固态电池在低温下的性能更优，解决冬季续航下降问题。 3)安全性：固态电池的安全性更高，减少安全风险，提高用户信心。 4)快速充电：固态电池支持快速充电，减少用户等待时间。详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/LOdcfuqO □□的挑□池所面□□展及固□池研究□□六、蜂巢能源固□ 苗力孝蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士1.蜂巢能源的电池技术与产品规划 1)生产基地与研发中心：拥有13个生产基地和6个研发中心，规划产能192GW h。 2)半固态电池：主要定位于长续航中高端车型，已完成运行测试，技术逐步成熟。 3)全固态电池：仍面临技术挑战，处于研发与小规模制作阶段。 2.半固态电池的安全性提升 1）阻燃凝胶电解液：减少热失控风险。 2）正极材料包覆：提高高镍材料的安全稳定性。 3）安全涂层：在隔膜收缩时减少正负极间接触，降低热失控风险。 4）负极表面涂层：防止生产过程中异物和吸力造成的短路。 6）高镍正极包覆：减少与固态电解质的副反应。 7）负极材料创新：使用硅负极或锂金属负极提高能量密度。 3.面临的挑战 1）材料成本：硫化物固态电解质材料成本高昂。 2）空气稳定性：硫化物和氯化物电解质对生产环境要求高。 3）制造工艺：电芯制造过程中的干法工艺和固态电解质膜的制备技术挑战。 4）系统设计：PACK设计中的温度、压力控制和气体探测。 5）回收问题：全固态电池回收时避免有毒气体释放的挑战。 4.解决方案与未来方向 1）多元素掺杂：提高固态电解质的离子电导率和空气稳定性。 2）自支撑膜技术：改善固态电解质膜的制备。 3）环保溶剂：寻找替代现有致癌溶剂的环保选项。 4）压力致密化：在电芯制造中减少短路率。 5）PACK设计：解决压力传递和气体探测问题。 详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/YXLsNz78 □展前景思考□状及□□池开□□七、固□ 徐航宇北京卫蓝新能源科技有限公司研发总监、博士1、固态电池研发历程与分类 1）固态电池自1972年开始研发，至今超过50年，目前仍处于研发阶段 2）混合固液电池和全固态电池，前者含液体和固体电解质，后者仅含固态电解质 2、国内外固态电池发展现状 1）中国、日本、韩国为固态电池研发的第一梯队 2） 国外主要研发全固态电池，如日本丰田、韩国三星等；国内同时研发混合固液和全固态电池，如蔚来、清陶等 3、固态电池技术挑战 1）全固态电池理论上性能更优，但技术难度大 2）目前存在的电解质材料挑战包括氧化物电解质的加工难度、聚合物电解质的室温离子传导性差、薄膜电解质的生产效率低、硫化物电解质的成本高和工艺兼容性差 4、固态电池发展前景 1）缺乏理想的固态电解质材料是当前最大难题 2）探索液态电解质与不同类型固态电解质的兼容性，卫蓝新能源科技在这方面取得进展 5、产品开发与市场应用 1）卫蓝新能源科技开发了多款混合固液电池产品，包括小动力电池、储能电池、汽车动力电池等 2）动力电池与蔚来汽车合作，提供高比能产品，支持换电模式 6、固态电池技术趋势 1）固态化是电化学储能技术发展的核心趋势 2）混合固液电池将率先量产，全固态电池商业化面临更多挑战 3）硫化物和基于聚合物电解质的全固态电池是两条有前景的技术路线 4）固态电池从差异化竞争开始，逐步扩大应用范围 7、政策与市场支持 国家政策对固态电池发展给予支持，固态电池对能源革命和双碳战略具有重要意义 详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/VCpUCMkm □方案□□准化的□池□□□性、最快□□八、一种最具□ 张学富青岛联合新能源汽车有限公司副总经理 1、公司概况与理念 1）成立于2018年，由青岛市政府和胶州市政府共同投资，专注于纯电汽车换电的创新科技 2）公司提出车电分离、电池标准化并共享的蓄能理念 2、行业背景与挑战 1）新能源汽车数量迅速增长，补能问题成为行业发展瓶颈。 2）传统换电方案存在车型适配性差、建站成本高、盈利能力弱等问题 3、联合新能源换电方案 1）提出前端换电整体方案，包括标准动力电池、多形态电池舱、通用换电柜等 2）方案具备十大优势，包括小、省、高、智、快、灵、全、利、便、充 4、1155前端换电体系 1）核心是使用1块标准电池不同数量组合满足多车型需求 2）实现消费者、主机厂、电池制造商、运营商等全产业链利益共同体 5、商业化落地与市场策略 1）已打造十款车型，技术成熟，准备商业化应用 2）目标市场分步走策略，从城配物流市场开始，逐步扩展至网约车、出租车和私驾车市场 6、合作伙伴与未来展望 1）与多家主机厂和电池供应商合作，推动电池标准化 2）预计2026年电池需求量将大幅增加至360万块，寻求与更多供应商合作详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/aCsc4M1e □用□□技□池关□力□聚合物□展与准固□□技□□池□九、□ 王庆生中俄新能源材料技术研究院院长 1.市场电池体系 质子交换膜、氢氧燃料、金属空气、全固态电池、钠离子电池，均在发展中，未来十年锂离子电池仍是主流 2.新型电池技术研究 1）高能正极材料LF(M)S，导电率不高，但克容量300多毫安时/克，电压高达4.85伏 2） 多孔负极材料，多孔制备缓解膨胀问题，等离子球化法一步到位，可实现较高克容量，目前已生产使用 3） 半电解质复合隔离膜，空穴率为PP膜13倍，导电率和离子交换律同样，热稳定性同样超越PP膜，目前已生产使用 4）5V高电压电极液，与高能正极材料配套 5）固态电解质LLZO，相容性、导电率极高，成本问题尚未解决 6） 网状集流体，缓解膨胀问题，涂炭解决集流体界面附着力问题，电池过放铜离子析出问题，集流体杂质微电池等问题。 7）叠层结构电池单元，采用外嵌集流体堆叠，使得最薄的电池能够达到6秒 5毫米的厚度 8） 相分离多孔技术，有助于电极的离子交换率、规律变流、安全性和效率，解决离子交换量和交付效率的问题 详细纪要链接：https://note.youdao.com/s/RlFHt6Qg □□□展□状与□池研究□□十、固□ 苏敏万向一二三股份公司电芯材料研发部总监、博士一、固态电池行业现状分析 1. 市场现状：新能源汽车市场渗透率增加，暴露续航焦虑问题，对电池能量密度提出更高要求。 2.能量密度与安全性：传统液态电池能量密度存在安全隐患。3. 失效与热失控机制：电池在高温下隔膜分解，导致内短路，释放大量热量，可 能引发爆炸或燃烧。 4.三类电池对比： 1）液态电池：能量密度270-280瓦时每公斤，安全性较高。 2）半固态电池：能量密度300-400瓦时每公斤，安全性良好。 3）全固态电池：能量密度400-500+瓦时每公斤，安全性最高，尤其适用于金属锂负极。 5.电解质类型：1）硫化物固态电池：离子电导率高，成本高，空气稳定性差。 2）氧化物和硫化物固态电池：刚性点状接触，可能出现微裂纹。 3）聚合物固态电池：弹性好，与正负极接触良好，实现无机与有机组合效果 。 6. 专利与研发：LG新能源和丰田汽车在专利数量上占优势，中国企业和科研院所也有大量专利与文章发表，显示中国固态电池技术正在从实验室走向产业化。 7. 全球政策和目标：美国、日