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十一月29日，36氪WISE2022将来动力创投新风向大会顺利举行。往年咱们以「临界点」为主题，聚焦新动力市场，涵盖锂离子电池、钠离子电池、风电、光伏、储能、氢能、电动汽车等多个细分场景，经过汇聚新动力产业、资本、学术等畛域的敌人，全方位讨论当下我国新动力市场的产业生态与开展改革，瞻望将来新动力产业的趋向意向与新增长点。
太蓝新动力钻研院策略部总工王莹莹以《技术翻新推进固态电池产业化》为题，分享了电池研发从液态到固态的研发门路。她深化比较了液态电池和固态电池研发在资料、技术、机能、本钱管制等方面的优劣。基于对液态电池的深挚积攒，在现有的根底上只有完成一些症结的技术翻新，半固态电池彻底能够兼容现有液态电池的产业链体系，完成疾速投产和产业化。站在液态电池这个巨人的肩膀上，半固态电池的能量密度、平安性、倍任性能以及本钱管制等方面都失掉了大幅度的晋升。目前从出产工艺、装备体系以及运用场景看，半固态电池与全固态电池不在同一个赛道上，至于半固态电池终究是否会走向全固态电池由市场说了算。
太蓝新动力钻研院策略部总工 王莹莹
下列是王莹莹的演讲实录，经36氪整顿编纂：
大家下昼好，我是来自太蓝新动力的王莹莹，咱们是一家专门从事固态电池研发和产业化的企业。我明天带来的报告请示主题是“技术翻新推进固态电池产业化”。
固态电池为何要替代液态电池
液态电池曾经降生30多年了，它的装备、工艺、技术、资料体系以及全部产业链都十分成熟，缓缓地曾经达到了实践极限（大约在300Wh/kg）。然而传统的液态电池仍然存在平安、寿命和里程焦虑等问题，目前而且没有很好的解决方法。平安隐患的泛起有两大要素，第一是无机电解液。液态电池的无机电解液次要由无机碳酸质类构成，这是一种易燃易爆的物资，存在着产生漏液和热失控的危险。第二个是无机隔阂，它在电池外部微短路的时分会受热膨胀，惹起进一步的大面积短路，同时锂枝晶成长也会刺穿无机隔阂，惹起短路，形成爆炸、焚烧，十分风险，所以液态电池的技术线路改进势在必行。从液态走向固态正在成为趋向，这一线路使用固态电解质替代无机液态电解液和隔阂，该资料的次要的劣势是不成燃，不短路，并且固态电解质可能拥有很高的机械强度，锂枝晶无奈刺穿，这将大大晋升电池的平安性和能量密度。
从能源电池的用户需要来看，咱们能够把固态电池做到续航里程大于800千米，在15分钟以内能够充电到80%，本钱做到低于30万。而且打消了电解液关于电极资料的侵蚀作用，那末它的循环机能和使用寿命都会减少，咱们能够将电池的使用寿命做到大于十二年。此外，固态电池十分平安，这样基于固态电池的能源汽车能够完善代替传统的燃油车。然而固态电池技术面临着很高的应战，这次要是由于固态电解质和电极之间的“固-固接触”对比差，会发生很高的界面阻抗。此外固态电解质的体相离子电导率相对于对比低。解决高的界面阻抗和低的电导率是完成固态锂电产业化的症结。
固态电解质的机能从基本上抉择了固态电池的机能。不同的固态电解质所具备的物理化学机能纷歧样，加工本钱也各不相反。好比聚合物固态电解质的出产工艺最成熟，在加工本钱方面最拥有劣势，因此最先完成了商业化。法国的Bolloré公司早就完成了基于聚合物固态电解质的固态电池，然而它的离子电导率对比低，倍任性能只做到了0.25C，并且它的能量密度对比低，只做到了十二0Wh/kg，所以它的机能下限很低。
硫化物固态电解质的离子电导率对比高，达到了约0.01西门子每厘米，和液态的电解液在同一数量级，然而它的不乱性较差，对空气湿度对比敏感，界面反映也对比繁杂，合成的产物仍是有毒无害的硫化氢，所以拥有天堂级的开发难度。这些电解质都有各自的硬伤和短板，而他们的最短板偏偏抉择了电池的终究机能。氧化物各方面都对比平衡，反而机能最优异，最平安牢靠。目前氧化物固态电解质在出产加工方面的症结技术，也是太蓝新动力次要攻破的技术难关。
基于对液态电池的深挚积攒，现有的产业链体系、资料、装备、工艺实际上是能够间接降级到半固态电池的，而且机能能够失掉大幅度晋升。在现有的根底上只有完成一些症结的技术翻新，半固态电池彻底能够兼容液态电池的产业链体系。基于成熟的工艺，其研发本钱可控，还能够完成大范围的运用。
然而全固态电池是否半固态的终究线路？咱们能够从工艺下去说，全固态要启用全新的工艺装备体系，本钱会十分高，并且全固态的得多症结迷信问题尚无解决，如界面阻抗、界面反映、锂枝晶成长等问题。并且市场需要也抉择了半固态跟全固态的运用场景纷歧样，所以半固态电池和全固态电池自身就不在同一个赛道，全固态电池目前还处在一个讲故事的阶段。
固态电池产业化的症结问题
所以站在液态电池这个巨人的肩膀上，半固态能够做出更好、更快、更平安的电池。以咱们太蓝新动力半固态电池为例，咱们的半固态锂电池相对于于液系电池，总体机能失掉了大幅晋升，平安性进步了，续航里程进步了，倍任性能也进步了。复用原来液态电池的成熟工艺，半固态锂电池的良品率很高。同时增加了隔阂和电解液等间接资料的使用，本钱大幅度升高。太蓝的半固态电池能够兼容现有的正负极资料主材、粘结剂等辅材，乃至是电芯型号体系，经过就地取材，无需额定的研发本钱。
固态电池的技术门路有得多，固态电解质的资料体系就有聚合物体系、氧化物体系和硫化物体系。构造设计方面也是多样化的，有块材型、薄膜型、陶瓷复合隔阂、无机有机复合。还有基于原位固化技术和无负极技术等。主材划分方面也是多样化的，正极主材包罗：三元锂，磷酸铁锂、钴酸锂、钛酸锂，负极当初也渐渐由石墨降级到了硅系列的负极、硅氧、硅碳还有硅氧+碳等，当前会缓缓降级到锂金属。目前还有一些公司正在开发无负极固态电池。
综合来讲想要完成固态电池产业化，最基本的症结是对技术线路和资料体系要有一个很好的本钱管制才能。同时要综合完成平安性、能量密度，充放电速度等方面的均衡，从而完成最优机能。此外经过解决电解质与电极界面阻抗的问题，能够缓缓摒弃液系的隔阂和电解液，将现有技术门路间接拓展至全固态产线。最初，需求一个很强的研发、办理团队来完成固态电池的产业化。
这里跟大家分享一下太蓝新动力的研发教训和领会。咱们总结了固态电池产业化需求解决的三个次要问题。
第一，资料体系设计问题。解决产业化问题就必需设计出一个更好的固态电解质体系。这一体系要具备更好的离子电导率、更好的不乱性、更高的机械强度。同时，这一体系的出产加工本钱要更低，且与正负极资料体系兼容，达到综合机能最优而且本钱可控。
第二，由于固态电解质跟正负极电极之间的“固-固接触”对比差，界面阻抗对比高，解决界面阻抗问题也是出产固态电池的一个须要前提。
第三，最症结的是所选的技术线路和资料体系是否能范围化量产，由于固态电池构造的工艺设计间接抉择了固态电池的出产效力和出产本钱。
咱们太蓝新动力经过资料翻新启用了高机能氧化物固态电解质，该电解质拥有很高的离子电导率和机械强度。而且资料外表创立了界面柔性层，完成了电解质与电极的良好接触。该体系能够很好解决离子电导率和界面阻抗的问题。咱们经过工艺翻新定制了新的装备，研收回了电解质超薄膜制备技术和界面柔化技术，而且兼容现有液系电池的工艺体系，能够疾速投产。经过霸占电导率和界面阻抗的问题，咱们的固态电池能量密度失掉了大幅晋升，当初已做到了300-350Wh/kg，曾经降级到400Wh/kg，倍任性能大幅度晋升，达到6C。咱们的产线能够缓缓增加液态电解液的使用，平滑地迈入全固态。所产电池寿命曾经晋升至大于1500次循环，出产本钱也在缓缓升高。
在此和大家引见一下咱们公司以后的研发形态以及中长时间的布局。咱们的研发总部在北京，在重庆和安徽都有半固态的中试线和产线，明后年咱们将持续拓展10GWh+的半固态量产线建立，买通上上游产业链；中期将持续开展20GWh+的能源和储能半固态电池量产线建立，也会规划GWh的全固态量产线；长时间来看咱们会减速扩大产能，中试线和产线，但愿可以完成出产基地的寰球化规划，能做到100GWh的固态量产线建立。
最初感激咱们的投资人，咱们的固态电池一定会越做越好。先定一个小指标：到2025年以前，咱们的电池单体能量密度能做到400-500Wh/kg。
谢谢大家，谢谢关注。 |
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