天勁股份王強(qiáng)：軟包固態(tài)電池在未來幾年有望率先量產(chǎn)
圖為廣東天勁新能源科技股份有限公司CTO、研究院院長王強(qiáng)致辭
10月16日，“第五屆動力電池應(yīng)用國際峰會（CBIS2020）暨首屆中國新能源新材料（寧德）峰會”在福建寧德召開。本屆峰會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會、福建省寧德市人民政府、電池中國網(wǎng)，以及寧德時代、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng)新實驗室聯(lián)合主辦。在“先進(jìn)材料及新技術(shù)應(yīng)用”主題論壇上，廣東天勁新能源科技股份有限公司CTO、研究院院長王強(qiáng)分享了天勁股份基于軟包技術(shù)在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)上的思路和成果。
王強(qiáng)表示，固態(tài)電池目前有一些共性的問題：第一個是固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低；第二個固界面缺乏可視量化手段；第三個固態(tài)電池目前整個的制成工藝對產(chǎn)業(yè)的顛覆比較大一點，所以有沒有更簡單、成熟的辦法去做這個事情。
據(jù)王強(qiáng)介紹，廣東天勁主要聚焦在目前國際主流乘用車熱衷的軟包動力技術(shù)路線，“相對來說，軟包電池在固態(tài)電池的基礎(chǔ)條件相對比方形或圓柱好一些”。
“業(yè)界對于寄希望將電池能量密度提升至400Wh/kg~500Wh/kg的途徑由固態(tài)電池實現(xiàn)，”王強(qiáng)認(rèn)為，考慮到目前材料技術(shù)的開發(fā)和儲備情況，未來兩到三年實現(xiàn)300Wh/kg到350Wh/kg的固態(tài)電池初步量產(chǎn)希望會大一點。
據(jù)王強(qiáng)透露，天勁股份基于對軟包和固態(tài)的基礎(chǔ)性研究和積累，在固態(tài)電池的研發(fā)思路上，電解質(zhì)采用聚合物固態(tài)電解質(zhì)，區(qū)別于傳統(tǒng)的硫化物或者氧化物固態(tài)電解質(zhì)。“電解質(zhì)采用原位聚合，精準(zhǔn)固化的思路，與現(xiàn)有的動力產(chǎn)線工藝兼容性比較好一點，這是目前實現(xiàn)的基礎(chǔ)思路。”王強(qiáng)還透露，正極將采用高鎳，負(fù)極選用硅氧。
在王強(qiáng)看來，聚合物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化有望在近幾年加速，“因為它目前采用的方式第一個是小分子，第二個是離子液體，第三個塑化劑，實現(xiàn)路徑很多。”王強(qiáng)表示，廣東天勁目前采用的方案是通過原位聚合的方式，在軟包層面，通過增加前軀體溶液，通過熱引發(fā)聚合的方式實現(xiàn)，“整個的產(chǎn)線，包括整個的作業(yè)方式，與目前現(xiàn)有的軟包工藝調(diào)整幅度非常小。”
動力電池安全是產(chǎn)業(yè)界和社會廣泛關(guān)注的問題，目前通過PACK的多維度設(shè)計防止熱失控已經(jīng)有較多方法，能否從電芯內(nèi)部改進(jìn)，解決熱失控的內(nèi)生因素？據(jù)王強(qiáng)介紹，天勁股份在這塊也已經(jīng)有不少創(chuàng)新，如在電芯制造上，我們通過涂布工藝、聚合工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了多個嘗試，設(shè)計的電芯產(chǎn)品已經(jīng)具備內(nèi)生防止熱失控的功能，且具備規(guī)劃化量產(chǎn)可行性，“目前有很多參數(shù)還在優(yōu)化，”據(jù)王強(qiáng)透露，公司還在設(shè)備環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新，如與科研院所一起開發(fā)的設(shè)備主要解決在固態(tài)電池或半固態(tài)電池電極與電解質(zhì)接觸過程中，怎樣處理原位表征應(yīng)力等。
據(jù)王強(qiáng)介紹，目前公司第一個固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度大概為277Wh/kg，整體循環(huán)壽命還有優(yōu)化的空間；第二個固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度約為302Wh/kg，負(fù)極用硅氧加石墨，循環(huán)性能目前還不是特別優(yōu)異，主要是因目前的固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)入還有待提升。
在PACK層面，近兩年方形電池出現(xiàn)了CTP、刀片工藝，然而對于軟包電池來說，CTP實現(xiàn)起來會比較難。不過，王強(qiáng)透露，在軟包PACK結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化上，天勁股份也有創(chuàng)新，“目前軟包電池包是通過把模組做大，減少PACK內(nèi)的模組數(shù)量及相關(guān)結(jié)構(gòu)件，實現(xiàn)單個模組帶電量的提升和整個電池包容量的增加，同時還能降本。”
今年以來，磷酸鐵鋰在新能源乘用車市場有所回暖，業(yè)界有些聲音開始爭論三元和磷酸鐵鋰的路線。王強(qiáng)認(rèn)為，電池技術(shù)會不斷進(jìn)步，預(yù)計在未來1到2年三元電池的安全性會有較大的突破，“磷酸鐵鋰確實對不少應(yīng)用車型是個很好的選擇，但是從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，三元電池的技術(shù)仍然是業(yè)界要同心協(xié)力，共同努力的。”
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