以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場演講精簡

【固態(tài)電池技術(shù)路線分析及欣旺達方案-固界面調(diào)控強化固態(tài)電池快充性能——欣旺達電子股份有限公司聯(lián)席總裁梁銳】

感謝主持人的介紹，也感謝聯(lián)盟的邀請。我代表欣旺達團隊介紹我們在固態(tài)電池方面的進展，給大家做一個簡短的匯報。

我們想分享的是固態(tài)電池發(fā)展基本情況的理解。當前，在“雙碳”戰(zhàn)略和智能化的推動下，汽車電動化進程加速，電動汽車實現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，已成為全球可持續(xù)發(fā)展的中堅力量。我們電池行業(yè)為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。

動力電池是電動汽車的核心部件，也是國際產(chǎn)業(yè)競爭的焦點。中國汽車產(chǎn)業(yè)向更高水平發(fā)展，也促使動力電池產(chǎn)業(yè)要建立更強的競爭力。因此，動力電池技術(shù)升級是關(guān)鍵。目前，動力電池也面臨諸多新挑戰(zhàn)：現(xiàn)有液態(tài)鋰電池在性能上逐漸難以滿足更高要求。同時，令人欣喜的是，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，如低空經(jīng)濟、智能機器人等，對電池的能量密度、功率密度和安全性提出了更現(xiàn)實，更高的要求。

固態(tài)電池作為兼具更高能量密度和高安全性的下一代電池技術(shù)，其發(fā)展勢在必行，我也期待低空飛行器和智能機器人為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來的新的增長機遇。可以看到，美、日、韓各國紛紛出臺支持政策，提出發(fā)展規(guī)劃，以期在新一代固態(tài)電池的競爭中取得優(yōu)勢。

但是我們固態(tài)電池現(xiàn)在大家共知的有多種路線并行，技術(shù)路線以氧化物和硫化物為主，聚合物復(fù)合路線目前也成為新的選擇，現(xiàn)在應(yīng)該90%走了硫化物路線。欣旺達基本上是以聚合物復(fù)合型的為起點，但是我們兼顧多種技術(shù)路線發(fā)展。我們也做了基本分析，我們覺得不同路線都有明顯優(yōu)勢和短板，現(xiàn)在還沒有達成共識。對于氧化物來說加工性差、無法單獨成膜，聚合物離子電導(dǎo)率低、耐氧化性差，硫化物雖然選擇的比較多，但環(huán)境穩(wěn)定性差、界面副反應(yīng)嚴重，但是如何在2027年之前真的達到量產(chǎn)成熟度，我覺得不管哪個路線，即使大家可能感覺到硫化物是一個捷徑，如果要達到量產(chǎn)，我們希望我們的電池不僅功能性要達到，而且在安全性、可靠性，包括經(jīng)濟性上都能夠成為一個六邊形戰(zhàn)士，全方面的滿足產(chǎn)業(yè)化要求，對于量產(chǎn)這是一個核心的東西。

硫化物我們覺得面臨著四大挑戰(zhàn)：第一個安全性問題，電解質(zhì)有可燃性，應(yīng)該說不符合固態(tài)電池要解決鋰電池安全性問題的底層邏輯，而且電芯針刺也能發(fā)生熱失控，第二個是吸水產(chǎn)生H2S，易引發(fā)安全事故，現(xiàn)在還沒有非常好的解決方案。第三個硫化物目前固態(tài)性能不滿足產(chǎn)品需求，比如說循環(huán)需要兆帕級壓力，硫化物的快充邊界也不是特別明顯，同時硫化物電解質(zhì)原料成本高，當前成本約268.4萬元/噸，同時電芯制造過程需要嚴格管控環(huán)境，要求-70°C露點，能耗大、控制要求高，同時制備工藝干法設(shè)備也不成熟、等靜壓效率低。

除了研究一下硫化物，我們對聚合物體系也做了比較深入的探討，比如說我們覺得雖然聚合物體系核心難點是離子電導(dǎo)率低，但是還是有解決方案，聚合物體系方面，1973年就進入了早期探索階段，從離子電導(dǎo)率<10?? S/cm，電化學窗口約4.0V，發(fā)展到2000年以后進入了一個復(fù)合電解質(zhì)興起階段，離子電導(dǎo)率提升至~10?? S/cm、電化學窗口拓寬至4.0-5.0V。2010年以后，我們覺得進入高性能與多功能化發(fā)展階段，對于離子電導(dǎo)率和電化學窗口都有了大幅度提升，尤其是一些新型聚合物解決方案的出現(xiàn)，使得聚合物體系目前更易于走向?qū)嵱没x子電導(dǎo)率＞10-3 S/cm電化學窗口＞5.0V。

大家知道欣旺達97年成立就開始做鋰電池，2011年上市，我們在消費類電池（手機電池全球領(lǐng)先），混合動力電池國內(nèi)出貨量也是第一位，也是全球前十的動力電池生產(chǎn)商，動力電池從2008年開始做，現(xiàn)在我們在全球建立了兩大研發(fā)中心，11個生產(chǎn)基地，2014年專門成立了欣旺達動力公司，2018年開始做動力電芯，實現(xiàn)了對于動力電池核心資源的全面掌控。對于動力電池發(fā)展戰(zhàn)略，我們也是秉持著量產(chǎn)一代，開發(fā)一代，預(yù)研一代的理念，持續(xù)提供行業(yè)領(lǐng)先的解決方案，比如混動電池，應(yīng)該說我們獲得了這個技術(shù)的成果和裝機量都是在行業(yè)領(lǐng)先的，超快充電池去年在2023年第一季度就率先發(fā)布了首款4C的超充電池，今年發(fā)布了3.0的閃充電池，在鈉離子電池方面也做到了160Wh/kg，固態(tài)電池已經(jīng)累積了十年經(jīng)驗，現(xiàn)在在320Wh/kg和360Wh/kg上面，已經(jīng)實現(xiàn)了小批量量產(chǎn)，完成了百公斤級無人機裝機飛行。

我們采取的是多線程階梯式的固態(tài)電池的發(fā)展戰(zhàn)略，我們2015年開始布局固態(tài)電池。首先我們是基于現(xiàn)有體系導(dǎo)入固態(tài)元素提升電池安全性，并不斷創(chuàng)新，提升能量密度，在2024年推出了320Wh/kg的固態(tài)電池。同時我們考慮到跟液態(tài)電池的產(chǎn)線的兼容性，我們優(yōu)先布局聚合物的復(fù)合全固態(tài)電池。計劃2026年會推出第一代的全固態(tài)電池產(chǎn)品。那么后面我們也會持續(xù)跟進硫化物固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)突破和規(guī)模化的制備工藝的創(chuàng)新。2027年我們會推出第二代的全固態(tài)的電池產(chǎn)品。那么以后我們會引入更高能量密度的電極材料，比如說鋰金屬負極和富鋰錳基正極實現(xiàn)超過500Wh/kg超級鋰電池的開發(fā)工作。我們現(xiàn)在已經(jīng)有非常明確的多線程階梯式固態(tài)電池的開發(fā)的戰(zhàn)略。

我們也是考慮到不同的應(yīng)用場景來有針對性的根據(jù)和我們的核心客戶，尤其是高端客戶相配合，來開發(fā)不同的固定電池產(chǎn)品，比如說對于新能源汽車、中小型飛行器、物聯(lián)網(wǎng)和儲能，那么我們已經(jīng)開發(fā)出了現(xiàn)在在試用階段的一個產(chǎn)品，對于汽車和大中型無人機柔性可穿戴的器件，我們現(xiàn)在已經(jīng)開始跟客戶啟動做全聚合物復(fù)合的全固態(tài)電池，那么后邊我們會也是根據(jù)新能源、汽車航空飛行器，包括特種領(lǐng)域，還有機器人這方面要求，陸續(xù)的開發(fā)我們硫化物的和超級的鋰電池。

那么我們在整個的合作過程當中，也是不斷和高校，像南開，華南理工，華大學、中科院等進行了很多的配合。應(yīng)該說我們覺得這個校企合作產(chǎn)學研緊密協(xié)同，能夠使我們不僅是在技術(shù)路線上能夠獲得正確的選擇。同時我們可以得到資源共享、人才共享。那么現(xiàn)在我們發(fā)布的主要兩款電池，一個是320Wh/kg的固態(tài)電池，現(xiàn)在已經(jīng)完成了量產(chǎn)的開發(fā)，支持4C快充，6C快放。工作溫區(qū)在-30°C 至60°C，通過200°C熱箱測試和針刺實驗。我們剛剛在CIBF上發(fā)布的360Wh/kg固態(tài)電池，也是實現(xiàn)了4C快充，10C快放。工作溫區(qū)從-35°C至80°C，也是通過200°C熱箱測試和針刺實驗，所以我們現(xiàn)在非常有信心，隨著低空飛行器需求不斷增長，我們360Wh/kg，該產(chǎn)品正與國內(nèi)頭部企業(yè)進行裝機實驗。我們也期待能給我們近期的低空飛行器發(fā)展做出一些很實際的直接的貢獻。我們在聚合物復(fù)合固態(tài)電池能量密度，現(xiàn)在在實驗室狀態(tài)已經(jīng)超過了400Wh/kg，包括我們聚合物復(fù)合電解質(zhì)膜，突破了超薄20μm和超高離子電導(dǎo)率1.2mS/cm，我們還結(jié)合極片固態(tài)化技術(shù)和一體化電池的工藝能量密度，現(xiàn)在應(yīng)該說已經(jīng)突破了400Wh/kg，這里面取決于我們自主研發(fā)的電解質(zhì)配方的優(yōu)化，一體化電池的工藝，極片固態(tài)化技術(shù)和自修復(fù)的聚合物設(shè)計。當然這邊我們也要感謝很多材料廠家，包括設(shè)備的合作伙伴提供了非常多支持。

我們硫化物全固態(tài)電池也是采取并行策略，雖然我們是優(yōu)先做聚合物方案，但是我們也是結(jié)合新型復(fù)合負極和高性能固態(tài)電池，我們也做出24Ah軟包樣品，并通過了針刺和200°C熱箱安全實驗，后續(xù)將在保證安全的基礎(chǔ)上，加快硫化物全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化步伐。

最后，我們認為，高能量密度和高安全性是電池人永恒的追求。固態(tài)電池作為未來發(fā)展的重要方向已形成共識，但其產(chǎn)業(yè)化需要全產(chǎn)業(yè)鏈共同創(chuàng)新、全面突破。欣旺達愿與各位伙伴開放合作，共創(chuàng)共榮！感謝大家的聆聽！

轉(zhuǎn)自：中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟