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广汽固态电池,“真”来了??

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2024年4月9日,广汽埃安昊铂官方微博预告了自主研发的固态电池,将于4月12日与大家见面。

莫非今年是中国固态电池元年??让我们简单回顾一下本月国内的固态电池新闻。

固态电池大事件


2024年4月2日,太蓝新能源对外宣布,公司在“车规级全固态锂电池”的研发方面取得重大进展,成功制备出世界首块车规级单体容量120Ah、实测能量密度达到720Wh/kg的超高能量密度体型化全固态锂金属电池。
2024年4月3日,蔚来汽车宣布150kWh超长续航电池包正式步入量产阶段,计划在接下来的第二季度正式上线投入使用。该电芯由卫蓝新能源提供,能量密度为360Wh/kg。
2024年4月8日,上汽集团超级智能轿车智己L6正式亮相,首发搭载“第一代光年固态电池”。根据此前预热等信息,该款电池为清陶能源第一代半固态电池产品,采用纳米尺度固态电解质包裹超高镍正极和新一代高比能硅碳负极,单体能量密度达到368Wh/Kg,CLTC续航将超过1000km。(细节参看智己首款固态电池,什么来头???
2024年4月9日,广汽埃安旗下昊铂品牌宣布,昊铂“全固态电池”将于4月12日发布。
广汽的研发历程
2023年11月17日,在广州车展上,广汽宣布将在2026年量产固态电池,目前广汽已经将固态电池、无钴电池、低钴电池、钠离子电池等列入关键技术攻关。其中,固态电池已经取得突破性进展。

根据企知道的专利搜索,笔者找到了7篇比较相关的专利,最早出现于2019年,比上汽略晚一年左右。根据专利名称可以看出,广汽的研发重点集中在“固态电解质”上,这与微博宣传的刚好契合。


电解质材料

2020年发明公开了一种复合固态电解质,所述复合固态电解质包括聚合物固态电解质以及无机固态电解质与无机填料中的一种或两种,所述聚合物固态电解质由聚合物的均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物中的一种或多种与盐混合而成;该复合固态电解质具有高离子电导率、高锂离子迁移数、高热稳定性,且机械性优异以及电化学稳定。制备出来的全固态锂电池电芯适用于‑50℃~200℃的温度范围,同时能保证优异的电化学性能和安全性能。同时,能够提升全固态锂电池电芯和全固态锂电池的使用寿命和能量密度。

2021年发明探索了一种新的共聚物制备方法,同样可以在宽温域提高离子电导率,对比测试结果如下。

2022年发明公开了一种聚合物固态电解质及其制备方法、固态电池,涉及电池领域。聚合物固态电解质的制备方法,将接枝二氧化硅、单体1、单体2、金属盐混合于有机溶剂中,然后催化使得接枝二氧化硅、单体1、单体2之间发生聚合。使用该制备方法制得的聚合物固态电解质,其机械强度高、离子电导率高,能制备高电压、高比能,耐温性好且不易泄露的固态电池。

2023年5月发明公开了一种锂金属复合负极及其制备方法、锂金属电池和用电设备,属于电池技术领域。锂金属复合负极包括负极本体、氟醚填充层以及氟醚包覆层,负极本体包括锂金属本体和位于锂金属本体内的三维导电骨架,锂金属本体和三维导电骨架电性接触;氟醚填充层位于锂金属本体和三维导电骨架之间的部分区域;氟醚包覆层包覆于负极本体表面且与氟醚填充层连接,其不仅能够有效缓解锂枝晶的形成以及有利于规模化生产,而且当其应用于固态和半固态锂金属电池时,可有效缓解界面接触损失的问题。

2023年9月发明公开了一种复合固态电解质及其制备方法、固态电池以及用电设备,属于固态电池制造技术领域。复合固态电解质包括聚合物纳米纤维膜以及填充物,聚合物纳米纤维膜为多孔结构;填充物包括混合的聚多巴胺包覆的无机电解质、聚合物电解质和锂盐,填充物填充于多孔结构内,该复合固态电解质具有离子电导率较高的优势,相应地,其对应的电池具有较为优异的循环性能和倍率性能

固态和液态怎么选?

根据懂车帝的信息,笔者猜测上汽智己L6的“133kWh光年”固态电池应该会搭载售价33万的车型上,相对于磷酸铁锂和三元,固态电池的生产成本目前可能只适合高端车型,未来形成规模效应后应该会价格下探,作为消费者,是愿意选择成本较低、技术较成熟的铁锂或三元车型,还是愿意为固态电池的低温和安全性买单呢?欢迎在投票或评论区告诉我。

来源:小明来电
化学汽车新能源材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-07-26
最近编辑:4月前
小明来电
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智己首款固态电池,什么来头???

(更多新能源行业干货,尽在知乎“小明来电”~)2024年3月25日,智己汽车科技有限公司联席CEO 刘涛,发了一条微博,称“智己L6将在准900V超强性能平台基础上,推出王炸:首个量产上车的超快充固态电池!”这款“王炸”固态电池究竟是什么来头?让我们从上汽的专利布局一探究竟。首先,宣传中提到了两个重点:纳米尺度固态电解质包覆超高镍正极材料新一代高比能复合硅碳负极什么是“纳米尺度固态电解质包覆超高镍正极材料”?从2018年2月至2023年5月,上汽共申请了17篇涉及固态电池的专利,浏览下来发现,其中的6篇提到了固态电池正极,深入阅读发现,一篇名为《一种提高锂离子电池正极材料离子电导率的包覆方法以及包覆改性的正极材料》的专利涉及的内容与宣传最为接近,专利介绍了正极材料的制备方法和相应功能,即通过提高正极材料的离子电导率实现电池倍率性能。而且在专利的实施例中找到了NCM811的实施例,笔者猜测“超高镍”可能是这一专利的拓展,使用Ni90以上的三元正极。什么是“新一代高比能复合硅碳负极”?很遗憾,笔者并未在这17篇专利中查到硅碳负极的内容。目前量产硅碳负极多半采用SiOx+石墨的方案,SiOx比例一般在5%以下,上汽所说的“新一代”也许是Si含量的提升或Si源的变化,比如从SiO改为SiC。什么是“干法一体成型”?上汽提出的“干法固态电解质层一体成型技术”,大大降低了正极和电解质的阻抗,提高了电池的充放电倍率,实现快充。相信大家对快充都不陌生,在800V电池平台下,4C和5C都不再是天方夜谭,不知道智己L6的准900V固态电池,是否能刷新这一行业纪录。关于“一体成型”,笔者找到了一篇2018年的专利,题为《一种固态电池用电极及其制备方法以及一种固态电池》,其中提到了“喷墨打印和压制成型进行有效组合可实现电极的连续化制备”,功能是“实现快速精确控制制备具有组成、孔隙梯度分布的具有低界面阻抗一体化电极。”,从而提高电荷传输速率,提升功率性能。目前商用的锂离子电池采用传统的电池制备工艺,存在电池制作过程繁琐、厂房占地面积大、成本高等问题。目前有少数企业开始研发采用聚合物电解质或固态电解质替代有机电解液来解决电池安全性,同时采用高容量的三元正极结合硅碳负极材料来提升电池的能量密度,然而仍然不能同时很好地解决电池的能量密度和安全性问题。什么是“准900V”?从上面的图中可以看到,智己L6的电池包大体结构与智己L7基本类似,同属于Cell to Pack结构,共分3个区域,每个区域有68颗电芯,电池包总共204颗电芯,假设电芯上限电压为4.4V,且都是串联,则电池包上限电压在897.6V左右,刚好符合官方宣传。这也从侧面体现了固态电池高电压的特点。什么是“耐高温固态电解质”?关于固态电解质,笔者一共搜索到了4篇上汽的专利,其中最相关的一篇是和同济大学共同申请的《一种多组分固态电解质及其制备方法与应用》。专利通过组分设计混合聚合物的功能,制备出高离子电导率、高离子迁移率、高力学强度且耐高温的固态电解质。当前,无论商用的锂离子电池还是钠离子电池,都存在枝晶生长导致电池短路的隐患,而固态电解质可以从根本上解决枝晶问题,提高电池使用安全性。专利中制备的电解质具有优异的力学性能、耐热性和较宽的电化学窗口,可以配合三元正极材料组成电池使用。以上就是笔者对于智己首款固态电池的探究,欢迎感兴趣的小伙伴讨论交流。小明来电⚡为你充电,我们下期再见,拜拜~来源:小明来电

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