11月7日,太藍(lán)新能源與長安汽車在重慶聯(lián)合舉辦無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)布會。雙方聯(lián)合推出無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)通過中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技成果評價鑒定,達(dá)到“國際先進(jìn)”水平。會上,太藍(lán)新能源、長安汽車、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、真鋰研究還共同發(fā)布行業(yè)首部《固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展白皮書》。
減掉隔膜“太安芯”,太藍(lán)+長安奠定安全信心基石
能量密度和安全性,就像硬幣的兩面,一直是行業(yè)討論的永恒的話題,理想狀態(tài)下電池能量密度越高越好,安全系數(shù)越高越好。但任何事物都具有兩面性,在傳統(tǒng)液態(tài)電池中,電池能量密度與安全性是負(fù)強(qiáng)相關(guān)因素,能量密度上升、溫升會提高,安全風(fēng)險就越大。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池主材使用PE、PP材質(zhì)的隔膜,這種材質(zhì)的隔膜,高溫下易收縮,易造成正負(fù)極短路,大量發(fā)熱,引發(fā)電解液燃燒和電極材料熱分解,進(jìn)而導(dǎo)致電池起火或爆炸。
為增強(qiáng)隔膜的耐熱性,業(yè)界已開展廣泛研究并實(shí)施多項(xiàng)改進(jìn)措施,包括在隔膜表面涂抹氧化鋁勃姆石等無機(jī)耐熱材料以及芳綸等有機(jī)高熔點(diǎn)材料。這些措施雖然在一定程度上提高了隔膜的耐熱能力,但當(dāng)電池溫度升至200°C以上時,隔膜本體的大幅收縮仍難以遏制。行業(yè)為解決安全問題,常常采用增加防護(hù)措施的“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……過度堆砌不僅大幅增加成本,增加系統(tǒng)復(fù)雜性,但這些都無法根本解決由隔膜特性引起的鋰電池安全問題。
發(fā)布會上,太藍(lán)新能源首次推出鋰電池“減材制造”的理念,帶來鋰電池行業(yè)的范式革命——用簡單對抗復(fù)雜。
在減材制造范式的指引下,太藍(lán)新能源顛覆性地提出4-3-2-1技術(shù)路線:
在目前傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的四大主材基礎(chǔ)上;
第一步,減掉隔膜,減掉部分電解液;這是太藍(lán)最先量產(chǎn)、裝車的半固態(tài)電池產(chǎn)品階段。
第二步,完全減掉電解液;這是太藍(lán)將率先應(yīng)用在部分細(xì)分專業(yè)領(lǐng)域,如低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的全固態(tài)產(chǎn)品階段。
第三步,減掉負(fù)極,只留下直接產(chǎn)生能量的活性物質(zhì);這是未來,太藍(lán)的無負(fù)極全固態(tài)產(chǎn)品階段。
無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù),減掉隔膜,并在極片表面導(dǎo)入高致密復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)層,固態(tài)電解質(zhì)層完全不燃燒,在保證高鋰離子傳導(dǎo)能力的同時,又兼顧提供優(yōu)異的耐熱性。這種固態(tài)電解質(zhì)層還具有相當(dāng)?shù)捻g性和機(jī)械強(qiáng)度,有效抑制了高溫、機(jī)械力、鋰枝晶等因素誘發(fā)的熱失控,從根本上提升了電池安全等級。太藍(lán)新能源逐步減掉隔膜、減掉電解液、減掉負(fù)極,推動電池技術(shù)向全固態(tài)化邁進(jìn)。
“減材制造”理念的發(fā)布,說是鋰電池行業(yè)的一次范式革命也不為過。任何新范式都是世界觀和舊思維的改變。太藍(lán)僅僅是新范式的提出者和倡導(dǎo)者,接下來需要致力于解決鋰電池應(yīng)用問題的所有行業(yè)工程師們一起,作為一個共同體,去探索,去質(zhì)疑甚至去證偽,才能讓一個新范式成為對行業(yè)有助益的共識。
依托“減材制造”理念,太藍(lán)提出了 4-3-2-1路線,確定了從液態(tài)到半固態(tài),再到全固態(tài)電池的清晰產(chǎn)業(yè)路徑。太藍(lán)新能源與長安汽車的聯(lián)合技術(shù)發(fā)布,不僅為電池行業(yè)樹立了新的安全標(biāo)桿,也為未來的電池技術(shù)發(fā)展指明了方向。
跨越創(chuàng)新裂谷,太藍(lán)實(shí)現(xiàn)無隔膜固態(tài)電池量產(chǎn)
相比于液態(tài)鋰離子電池,固態(tài)電池?fù)碛懈叩哪芰棵芏?、更安全的保障,作為新能源時代的“圣杯”,隨著技術(shù)的不斷完善,將迎來“大爆發(fā)”時代。然而,不談量產(chǎn)的創(chuàng)新,都是虛妄的,從實(shí)驗(yàn)室“走向”生產(chǎn)線,受制于成本和工藝,全固態(tài)電池大面積應(yīng)用還有很長一段距離。從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度來看,目前國內(nèi)外主流電池企業(yè)發(fā)布的全固態(tài)電池產(chǎn)品披露的量產(chǎn)時間基本都在2027—2030年。
相較之下,半固態(tài)電池展現(xiàn)出更為樂觀的市場前景:半固態(tài)電池可沿用90%以上原有液態(tài)鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備;在電池性能上,半固態(tài)電池的能量密度、安全性均有大幅提升。
太藍(lán)新能源通過顛覆性創(chuàng)新技術(shù),在行業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)——取消隔膜,成功實(shí)現(xiàn)了無隔膜固態(tài)電池技術(shù)的突破。在同等條件下,太藍(lán)無隔膜半固態(tài)電池相比液態(tài)鋰電池安全性能大幅提升。電池安全測試——擠壓、高溫、過充,遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。產(chǎn)品已經(jīng)通過GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》和GB43854-2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》相關(guān)認(rèn)證,獲得檢驗(yàn) 檢測報告。
此次太藍(lán)在發(fā)布會上闡明了量產(chǎn)時間表,無隔膜半固態(tài)電池計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)裝車驗(yàn)證,以滿足新能源電動汽車的應(yīng)用需求;無隔膜全固態(tài)電池計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
兼顧成本與應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步
無隔膜半固態(tài)電池裝車意味著新能源汽車行業(yè)正邁向新臺階。
在綜合性能的提升方面,無隔膜技術(shù)的引入顯著增強(qiáng)了電池的兼容性與靈活性。無隔膜固態(tài)電池技術(shù)通過極片復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)層、原位亞微米工業(yè)制膜(ISFD)技術(shù)等,可以有效地抑制鋰枝晶形成及刺穿,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本征安全。
無隔膜固態(tài)電池技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對多種材料體系的兼容,涵蓋了NCM、LFP、LMFP等多元化材料組合,使得電池可以根據(jù)不同的能量密度需求進(jìn)行靈活定制。
在生產(chǎn)成本的控制上,無隔膜技術(shù)的應(yīng)用減少了對于傳統(tǒng)隔膜材料的依賴、減少部分電解液,生產(chǎn)過程中原材料成本可減少10%以上,還一定程度提升了生產(chǎn)效率。
“減材制造”——無隔膜固態(tài)電池技術(shù)的推出,是鋰電行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一步,加速推動固態(tài)電池的規(guī)?;瘧?yīng)用進(jìn)程。作為動力電池的下一代解決方案,無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù)能夠助力新能源汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)新能源力量。
此外,發(fā)布會上,太藍(lán)新能源與長安汽車、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、真鋰研究等協(xié)會共同發(fā)布《固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展白皮書》,“反哺”固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展,合力推動產(chǎn)業(yè)的共同進(jìn)步和技術(shù)革新。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:蓋世汽車
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