锂电那些事今日第三条2025年07月02日 星期三
该研究团队由青岛能源所研究员武建飞领衔,长期深耕硫化物全固态电池领域产业化核心技术与工艺。团队围绕关键材料与核心工艺持续攻关,已打通硫化物全固态动力电池产业化制备技术瓶颈,目前正通过优化全流程工艺参数,加速推进硫化物全固态动力电池产业化进程。
硫化物全固态电池凭借高能量密度、优良的低温性能和本征安全等优势,成为一项颠覆性的世界前沿科技。掌握全固态动力电池技术成为各国抢占新能源汽车领域制高点的重要关口。
武建飞介绍,固体电解质是全固态电池的核心关键材料。青岛中科源本多年专注于研发兼具高离子电导率、高耐水性、良好柔韧性的硫化物固体电解质,以期攻克全固态电池固-固界面物理接触不良这一核心瓶颈难题。近期,团队通过对硫化物固体电解质的化学改性,其空气稳定性较常规的锂磷硫氯固体电解质提升了10余倍,显著降低了生产成本,且在更高露点温度下仍能保持性能稳定。
新型硫化物固体电解质结构及全固态电池倍率循环性能对比
经检测,该固体电解质室温离子电导率达10-3~10-2S/m,可与液态锂电电解液水平相当。更重要的是,其在保持高离子电导率和高耐水性的同时,柔韧性与延展性更优,可通过弯曲和延展灵活适配电池形状与体积变化,更有利于与电极材料紧密贴合,有效降低电池内部电阻、提升倍率性能,且反复充放电不易龟裂,可显著抑制电池性能劣化。此外,该电解质对锂的稳定性更出色,界面副反应减少,可大幅提高电池循环寿命,同时降低 制备加工难度,助力电池性能充分释放。
合金负极硫化物固体电解质倍率及循环性能
在负极材料研发方面,团队同样取得可喜进展。新开发的金属锂负极在固态电池中表现出超高的倍率性能,可实现近一分钟快速充放电,并稳定循环超过1500次。该负极材料采用多元合金化策略,通过构筑高熵合金,利用多种元素的协同耦合作用提高了金属锂负极的化学和电化学稳定性,从而有效抑制锂枝晶的生长,同时一体化的合金载体能够为金属锂的沉积提供高效迁移路径,提高了负极电化学反应活性,使金属锂负极即使在大电流反复充放电过程中依然保持稳定。采用锂合金负极,有望开发出具有超高能量密度的全固态电池产品。
目前,研究团队已打通硫化物全固态动力电池产业化制备技术瓶颈,并通过对全流程工艺参数的不断优化,确立了从材料制备改性到电池生产的连续化方案,已具备量产技术,计划于今年8月份推出硫化物全固态动力电池试制样品,并尽快有机切换到量产技术,力争率先在国内建成10兆瓦以上的量产线。
关于青岛中科源本
Company Introduction
青岛中科源本新能源有限公司由中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员武建飞于2023年底创立,可实现从材料制备到电池组装的全链条高效率生产。
2025年1月,中国科学院宣布,高性能20Ah车载硫化物全固态电池中试线在崂山区巨峰光学医疗器械产业园落地并试运行。该中试线依托青岛中科源本新能源有限公司建设,可月产20Ah电池10片。
据介绍,该中试线包括硫化物固体电解质和硫化物全固态软包电池两条生产线,可实现从材料制备到电池组装的全链条高效率生产,进一步优化电池性能,解决硫化物全固态电池规模化生产的技术、工程问题,为后续产业化生产打下坚实基础,为电池产业的转型升级提供有力支撑。
按照规划,该产线预计到2026年年底,可下线100Ah电芯,生产线规模扩大至2GWh。该项目届时将建成稳定的上下游合作关系,推动固态电池材料技术初步成熟,全固态电池上车验证。