有研趙昌泰-干法電極鹵化物電解質(zhì)賦能高比能全固態(tài)電池

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈論壇蘇州干法電極&鹵化物電解質(zhì)賦能高比能全固態(tài)電池趙昌泰有研（廣東）新材料技術(shù)研究院2024年7月有研廣東院基本情況廣東省科學(xué)技術(shù)廳佛山市禪城區(qū)人民政府有研（廣東）新材料技術(shù)研究院GRINM(GuangDong)AdvancedMaterialsTechnologyResearchInstitute?前瞻領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新?科技成果孵化轉(zhuǎn)化?產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)服務(wù)有色金屬新材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展的重要基地新興產(chǎn)業(yè)公共技術(shù)服務(wù)與國(guó)家戰(zhàn)略保障的重要平臺(tái)行業(yè)高端人才培養(yǎng)與輸送的重要高地有研廣東院基本情況國(guó)聯(lián)汽車(chē)動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司有研稀土研究中心能力—硬件條件：2300m2實(shí)驗(yàn)室，200（-55℃)+120（-60℃)m2干燥間，5-60Ah固態(tài)電池軟包線(xiàn)、干法電極線(xiàn)、公斤級(jí)ALD、鋰蒸發(fā)設(shè)備等。4關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)測(cè)試檢測(cè)平臺(tái)關(guān)鍵材料平臺(tái)?500噸/年鹵化物固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)線(xiàn)?0.1GWh干法電極中試線(xiàn)?60Ah全固態(tài)軟包電池線(xiàn)研究中心能力—軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)（23年）：申請(qǐng)專(zhuān)利30余項(xiàng)，授權(quán)10項(xiàng)+國(guó)際專(zhuān)利2項(xiàng)，在NC，JACS，Angew等期刊發(fā)表論文5篇基礎(chǔ)：鹵化物電解質(zhì)、干法正極、干法電解質(zhì)膜、硅基負(fù)極、5Ah軟包電池影響力：參與多家國(guó)家級(jí)全固態(tài)電池平臺(tái)（創(chuàng)新聯(lián)合體、鏈主項(xiàng)目、示范應(yīng)用工程）央企資源5｜知崇禮卑止于至善研究特色及優(yōu)勢(shì)鹵化物電解質(zhì)材料干法電極工藝原型電池技術(shù)6｜知崇禮卑止于至善全固態(tài)電池消費(fèi)者國(guó)家政策國(guó)家戰(zhàn)略7全固態(tài)鋰電池技術(shù)路線(xiàn)2023年：全固態(tài)電池創(chuàng)新聯(lián)合體、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)鏈鏈主、示范應(yīng)用工程有研廣東院固態(tài)電池中心硫/鹵化物電解質(zhì)202X年400Wh/kg............88全固態(tài)電池進(jìn)展豐田與出光興產(chǎn)豐田與出光興產(chǎn)交付100Ah電芯QS零外壓5Ah固態(tài)電芯上汽智己L6廣汽昊鉑2027年小批量生產(chǎn)國(guó)軒金石電池寧德時(shí)代低空經(jīng)濟(jì)低空經(jīng)濟(jì)高比能、高安全全固態(tài)動(dòng)力電池裝車(chē)面臨的挑戰(zhàn)能量密度界面副反應(yīng)高活性物質(zhì)占比厚電極高致密化正極極片高熱穩(wěn)定性正極：容量發(fā)揮、表面包覆、析氧、強(qiáng)氧化性、開(kāi)裂、正極極片高熱穩(wěn)定性電解質(zhì)膜薄、高強(qiáng)度、一致性電解質(zhì)：離子導(dǎo)、納米化、空氣\溶劑穩(wěn)定性負(fù)極失效化、空氣\溶劑穩(wěn)定性負(fù)極極片電芯層級(jí)壓力、枝晶電芯層級(jí)體積變化負(fù)極：動(dòng)力學(xué)緩慢、壓力大不安全、倍率差、枝晶、成本高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)極：動(dòng)力學(xué)緩慢、壓力大不安全、倍率差、枝晶、成本高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型效率邊緣處理熱固定一致性界面層級(jí)電極層級(jí)制備工藝：干法、濕法材料層級(jí)制備工藝：干法、濕法材料層級(jí)環(huán)境干法電極濕法涂布等靜壓切-疊-固-封化成分容精度裝備層級(jí)系統(tǒng)層級(jí)新方法新標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)層級(jí)裝車(chē)層級(jí)裝車(chē)層級(jí)成組形式溫度管理加壓全固態(tài)電池研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)負(fù)極：循環(huán)、倍率、壓力鋰金屬安全性、加工性鋰金屬枝晶、倍率差鋰金屬安全性、加工性鋰金屬枝晶、倍率差電解質(zhì)：小粒徑、高離子導(dǎo)、低成本電解質(zhì)膜：電池質(zhì)量高強(qiáng)度、一致性正極：正極：能量密度1.高活性物質(zhì)占比2.高面容量3.電極制備工藝4.界面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定裝備開(kāi)發(fā)1.干法電極成套設(shè)備2.高精度切-疊-固-封機(jī)3.連續(xù)化等靜壓設(shè)備鹵化物固態(tài)電解質(zhì)鹵化物全固態(tài)電池成本計(jì)算7%3%8%7%3%8%3%7%5%67%正極NCM正極NCM鋁箔銅箔隔膜電解液電池殼石墨材料成本目前651硫化物電解質(zhì)400目標(biāo)651硫化物電解質(zhì)硫化鋰700Li3InCl6200Li3ZrCl6電解質(zhì)20新型鹵化物電解質(zhì)5止于至善止于至善液態(tài)電池與固態(tài)鋰電池成本初分析表1.材料成本對(duì)比65Cl3ZrCl6新型5圖1.電芯材料成本結(jié)構(gòu)7%7%3%8%3%7%5%67%正極正極NCM鋁箔銅箔隔膜電解液電池殼石墨2%2%2%2%21%1%2%72%正極NCM鋁箔銅箔電解質(zhì)電池殼石墨6%6%5%24%57%6%2%正極NCM鋁箔銅箔電解質(zhì)電池殼石墨7%7%5%13%6%3%66%正極正極NCM鋁箔銅箔電解質(zhì)電池殼石墨8%6%4%7%3%72%新型鹵化物電芯正極NCM鋁箔銅箔電解質(zhì)電池殼石墨表2.三元電池度電成本善至善至3ZrCl6新型鹵化物電解質(zhì)進(jìn)展中科大姚宏斌LiTaLaCl缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1.空氣穩(wěn)定性（吸水）2.密度（占比高）3.溶劑穩(wěn)定性（溶劑溶解）4.與集流體反應(yīng)中科大馬騁LiZrCl中科大馬騁LiZrCl物理所胡勇勝物理所胡勇勝西安大略大學(xué)&國(guó)聯(lián)LiInCl可恢復(fù)20萬(wàn)/噸什么是干電極無(wú)溶劑電極制備過(guò)程：原纖化-輥壓、靜電噴涂、熱壓等2011年Maxwell超級(jí)電容器2019年以2.35億美元被特斯拉收購(gòu)鋰電池生產(chǎn)工藝NMP回收為什么用干電極節(jié)省涂布、溶劑回收等設(shè)備，降低成本、空間固態(tài)電池固態(tài)電池濕法電極及電解質(zhì)膜工藝?溶劑嚴(yán)重影響電解質(zhì)離子電導(dǎo)率（硫化物、鹵化物尤其小粒徑?粘結(jié)劑包覆阻擋離子傳輸?非活性物質(zhì)占比高（粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、電解質(zhì)）意義?厚電極影響更嚴(yán)重干法電極原理PTFE剪切力、壓力成膜過(guò)程減薄材料篩選預(yù)纖維化多級(jí)纖維化減薄材料篩選預(yù)纖維化預(yù)混纖維化成膜、修邊集流體復(fù)合、壓實(shí)預(yù)混纖維化成膜、修邊干法電極干法電極+固態(tài)電池干法電極干法電極+固態(tài)電池專(zhuān)利文章國(guó)際研究進(jìn)展46804680，正負(fù)極都是干法歐洲干法電極聯(lián)盟干法電極固態(tài)電解質(zhì)膜全固態(tài)電池21