北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司副總經(jīng)理向晉
電池“達(dá)沃斯”-電池網(wǎng)10月28日訊（陳語 張倩 長沙寧鄉(xiāng) 圖文直播）“固態(tài)電池技術(shù)，特別是全固態(tài)電池技術(shù)還面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，包括固固界面問題、高性能電池材料開發(fā)及工程化等”，北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司副總經(jīng)理向晉預(yù)測，“混合固液電池有望在5年內(nèi)實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，全固態(tài)電池預(yù)期在5-10內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。”
10月27-29日，一年一度的全球電池行業(yè)盛會——ABEC 2020 | 第8屆中國（長沙·寧鄉(xiāng)）電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇在長沙寧鄉(xiāng)隆重舉辦。本屆論壇由ABEC（電池“達(dá)沃斯”）組委會、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦，寧鄉(xiāng)高新區(qū)獨家協(xié)辦，500余位來自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用”各界代表以及媒體等出席，在電池新能源全球化競爭的大背景下，探尋自主品牌向上路徑，共議產(chǎn)業(yè)健康生態(tài)鏈的構(gòu)建之道。
論壇同期，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府主辦的2020湖南（長沙）電池產(chǎn)業(yè)博覽會盛大開啟，展覽面積2萬平方米，聚焦產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)，匯集了比亞迪、北汽新能源、奇瑞新能源、力神電池、欣旺達(dá)、電將軍、中科星城、華寶儲能、多氟多、石大勝華、金銀河、大族激光、奧特維、五星鋁業(yè)等近200家電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)展商。
28日上午，向晉在論壇上做了題為《關(guān)于固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的幾點思考》的主題演講，分享了固態(tài)電池的機遇與挑戰(zhàn)、設(shè)計與制造、標(biāo)準(zhǔn)體系的搭建等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
向晉介紹，目前，液態(tài)鋰離子電池存在SEI膜持續(xù)生長和反應(yīng)、析鋰與死鋰、內(nèi)短路、正極過渡金屬溶解、正極析氧、顆粒與電極體積變化較大、電解液高電壓、被氧化、電解液耗干、脹氣、高溫儲存和運行性能衰減、鋁箔腐蝕、銅箔氧化、熱失控、游離金屬含量要求在ppb級、化成工藝復(fù)雜、電極極片和隔膜張力控制要求高、極片對齊度要求高等問題。
短期內(nèi)，以上問題可以通過正極材料改性、負(fù)極材料改性、新正負(fù)極材料、陶瓷涂布隔膜、新型隔膜、阻燃電解液、SEI/CEI控制、預(yù)鋰化技術(shù)、防過充添加劑、粘接劑優(yōu)化、極片結(jié)構(gòu)優(yōu)化、熱復(fù)合技術(shù)、電芯設(shè)計優(yōu)化、減少材料污染、高精度制造等方式來改進電芯性能。
從長期來看，固態(tài)電池有望解決以上液態(tài)鋰離子電池普遍存在的問題。全固態(tài)電池由于其可內(nèi)串、不需要焊接集流體，具備較高的耐高溫性能，以及可以減少系統(tǒng)的串聯(lián)，在極片、電芯、成組各個階段，體積比能量都比液態(tài)電池有較大提升，總體提升可達(dá)60%以上。“液態(tài)電池和能量密度里看，大家認(rèn)為350wh/kg是公認(rèn)的天花板。對于行業(yè)內(nèi)相對成熟的半固態(tài)電池，它的能量密度，未來可以從現(xiàn)在的260wh/kg未來提高到400wh/kg甚至500wh/kg。當(dāng)然了，安全性更好的全固態(tài)電池，已經(jīng)達(dá)到600wh/kg，未來還有更大的潛力。”向晉說。
向晉同時表示，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化還面臨著諸多挑戰(zhàn)：有效解決界面問題、開發(fā)高性能固態(tài)電解質(zhì)材料、開發(fā)高比能正負(fù)極材料等。而除了綜合性能有待改進之外，固態(tài)電解質(zhì)材料對生產(chǎn)工藝、成本和質(zhì)量控制也提出了更嚴(yán)苛的要求。
據(jù)向晉介紹，固態(tài)電池量產(chǎn)的標(biāo)志是電芯設(shè)計與工藝驗證完成；所有材料都已進入可量產(chǎn)階段；制造設(shè)備調(diào)試完成后可支持大規(guī)模量產(chǎn)；BMS和電池包設(shè)計定型；客戶已完成電池包A、B、C樣階段測試，進入SOP6成本核算完成并有競爭力；標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)制造體系建立；工廠設(shè)計定型；供應(yīng)鏈初步形成；通過國標(biāo)測試并形成新國標(biāo)；相對于液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池產(chǎn)品有競爭力。
其中，影響固態(tài)電池量產(chǎn)的因素有：關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)問題的理解不夠全面；材料和電芯構(gòu)效關(guān)系沒有充分理解；某些性能存在短板；全固態(tài)電池開發(fā)尚處于小規(guī)模試制階段；新工藝新設(shè)備需要進一步開發(fā)；和現(xiàn)有最先進技術(shù)對標(biāo)性能沒有優(yōu)勢；成本相對較高；尚未形成規(guī)模化的原材料和產(chǎn)業(yè)制造體系。
論壇上，向晉還重點介紹了固態(tài)電池新工藝。他認(rèn)為，聚合物固態(tài)電池、硫化物固態(tài)電池和氧化物固態(tài)電池的制造工藝路線不盡相同，干法混料、干電極技術(shù)和熱復(fù)合技術(shù)是未來的趨勢。其中，備受關(guān)注的干電極技術(shù)是不使用溶劑，直接將少量粘合劑、導(dǎo)電劑與正極/負(fù)極粉末粘合，通過擠出機形成薄的電極材料帶，再將電極材料帶層壓到金屬箔集流體上形成成品電極。而熱復(fù)合技術(shù)目前在傳統(tǒng)液態(tài)電池中已經(jīng)開始應(yīng)用，隨著590模組或更大模組的廣泛應(yīng)用，為了降低大尺寸電池在后續(xù)疊片和極芯轉(zhuǎn)動過程中的錯位，提高電池在生產(chǎn)過程中的合格率，同時提升電池在PACK過程中的良品率，各電池廠家均在開發(fā)熱復(fù)合工藝。
此外，關(guān)于固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系的搭建，向晉表示，液態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)化起步較晚，固態(tài)電池不能走液態(tài)電池的老路，固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)化意義重大，對行業(yè)發(fā)展、規(guī)模化制造、梯次回收利用和換電等都有重大意義，固態(tài)電池與液態(tài)電池的設(shè)計及性能差異較大，因此相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系需要深入研究制定。
(以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)
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