辉能科学和技术与爱驰小车进行计谋同盟,固态

日期:2019-11-03编辑作者:北京赛车官方正版投注

丰田已经计划在2030年前向电池领域投入研发资金130亿美元,其中就包括锂离子电池路线推进固态电池产业化,实验室产品能量密度达到400Wh/Kg,并预计2022年推出车用全固态锂电池,并将在2025年实现量产。

国际方面,丰田、日产雷诺、通用都加紧固态电池的研发与产业化布局,包括福特、宝马、奔驰、现代等多家车企也在关注固态电池技术。

左侧为传统液态电池,右侧为全固态电池

丰田汽车,在锂电池技术上拥有雄厚的实力与技术积累,也是全球最早推出电动汽车的车企之一,在固态电池领域,凭借技术优势,已经处于绝对领先地位。

Prieto电池的技术是基于一种新型的三维结构,其中高表面负极和共形涂层聚合物电解质以高通量的方式通过电化学方法制成。这项技术的关键在于Prieto的3D电极与锂离子导电聚合物电解质共形涂层的能力。

2018年2月,国轩高科透露,根据与国际一线整车品牌合作的产品要求,公司正在美国和日本分别开发下一代动力电池生产技术工艺与生产设备,相关产品将使用半固态电池技术。

固态锂电池有望成为下一代动力电池主导技术路线,尽管短期仍处于产业化进程的早期阶段,但随着全球知名企业和研究机构的研发布局,未来大规模产业化可期。

比利时微电子研究中心Imec和Energy Ville开发出一种能量密度为400Wh/L的固态电池,可在两小时内充满电。该生产过程也具有液体电解质的电池非常相似。

2017年8月,比亚迪申请了一种全固态锂离子电池正极复合材料及一种全固态锂离子电池的发明专利。

Keracel公司正在向市场推出下一代锂离子固态电池的设计和制造方法,与目前的锂离子电池相比,这种设计和制造方法将通过使用陶瓷电解质和锂金属阳极制造电池,以实现2-3倍的能量密度,提高了安全性,并且成本降低接近50%。通过先进的制造技术,可以生产各种形状与尺寸的锂电池,用于多种应用场景,方便了使用,可以实现无需在软件控制下更换设备或工具。

2、万向一二三采用新型材料研发固态电池

LIBTEC希望研发一种固态电池,使电动汽车的续航里程到2025年前能达到550km,到2050年前能达到800km。

此外,使用3D打印工艺技术,Keracel能够将陶瓷电解质厚度降低到100um,长期目标是达到15um。这些技术进步将使Keracel陶瓷电池能够提供1200 Wh/L的能量密度,这大约是标准锂离子电池的两倍,并且能够满足工业和汽车企业应用中高倍率需要。

北京赛车官方正版投注 1

固态电池使用固态电极及电解质,其中的固态物质能够代替锂离子电池中的液态电解质,从而促使产品能量密度提升、重量减轻、安全性改善并缩短充电时间。全固态锂电池当前能量密度约400Wh/Kg,预估最大潜力值达900Wh/Kg。

北京赛车官方正版投注 2

这款4.5Ah下一代固态电池品牌名为TERA3.0,将于2021年面向部分早期用户推出,在2022年全面上市。同时,TeraWatt Technology将继续迭代TERA3.0设计线,并进一步研发其他电池设计,包括不同的电池模式、尺寸和能量容量。

比亚迪创始人王传福在2016年中期就确定了以固体电池为锂电池未来方向的发展基调,开始布局固态电池的相关研发工作。

固态锂电目前处于领先地位的是美国的Solid Energy和汽车巨头丰田,这两家企业的固态电池产品能量密度已经显著优于当前的锂离子电池,并已经有相关产品或明确的量产计划。

2、3D打印固态电池

北京赛车官方正版投注 3北京赛车官方正版投注 4

Keracel公司是世界领先的高可制造固态锂离子电池开发公司。陶瓷固态电池不需要添加分离层,这在标准锂离子电池中也是必需的,使用专有的制造工艺技术,能够生产导电率等于Lib液体电解质加上所需的分离层的陶瓷电解质,分离层的范围为0.4ms/cm至0.8ms/cm。能够在常温下实现0.7毫秒/厘米的导电率,随着工艺技术的成熟,其导电率可以超过1.5毫秒/厘米。

1、美企研发432Wh/kg固态电池

赣锋锂业拟在2018年6月前实现第一代固态锂电池工艺技术成熟,并通过第三方认证;在2018年12月建成亿瓦时级第一代固态锂电池生产线,并实现送样;在2019年12月完成3亿元固态电池销售,并分别推动二代固态锂电池技术成熟,三代固态锂电池完成可行性研究。

Keracel公司的首席执行官RobertBagheri表示,Keracel在3D打印陶瓷固态电池非常敏感部分的能力上已经有了多项技术突破,其主要客户正在评估针对可穿戴应用这项技术开发最新一代产品样品。在接下来的几个月里,Keracel计划将扩大与移动和电动汽车领域的一级供应商的合作,推动该项技术的商业化进程,同时将继续提高固态锂电池的电池容量和循环寿命等关键性能。”

增强的SEI生产电解质是由聚合锂盐,氟化锂纳米粒子和氧化石墨烯片组成的反应性聚合物复合物,有助于进行固态电池的进一步发展。

北京赛车官方正版投注 5

美国加州Keracel宣称,在生产陶瓷固态锂电电池方面,已经突破了多项难关与挑战,并取得了最新成功。通过3D打印技术通过统一打印电池元件和无缝接口的能力非常具有挑战性,为了成功地构建电池结构,使其在生产过程与组装过程不存在任何缺陷,该公司研发人员在材料和工艺技术方面进行了大量的研发工作。

新进展

2018年1月,比亚迪在互动平台上表示,公司正在积极推进固态电池项目商用。

不过,需要注意的是,当前有越来越多企业在通过研发新的制造工艺和材料逐步完善和提升固态电池的性能,从而解决固态电池产业化面临的困难。

中科院宁波材料所

总部位于硅谷的创业公司KeraCel与日本汽车零部件制造商Musashi Seimitsu Industry建立了战略合作伙伴关系的投资,以推动其3D打印电池技术的开发和商业化。

中科院化学所

下面就来看看国内外固态电池领域都有哪些新技术、新材料和新进展吧。

北京赛车官方正版投注 6

美国固态电池公司Solid Power宣布将建立一条固态电池试产线,与宝马、福特等合作伙伴进行的研究试验开发生产级ASSB。

固态电池是指电池结构中不含液体,所有材料都以固态形式存在的储能器件,由“正极材料 负极材料”和固态电解质组成。由于固态锂电池的安全性能好、能量密度高和循环寿命长,还具备柔性强、回收方便等优势,甚至可望实现快速充电,是电动汽车理想的动力电池。

日前,台湾固态电池企业辉能科技与爱驰汽车签署了战略合作协议。双方会着重在辉能MAB固态电池包与模块技术的联合研制与优化,及针对MAB电池包开发的先进智能电池全生命周期管理系统。

2017年,赣锋锂业通过引进中科院宁波材料所的许晓雄团队,正式切入到固态电池板块。资料显示,许晓雄博士团队已申请专利30余项(国际专利6项、中国专利27项),其中已授权专利11项。

英国固态电池技术开发商Ilika宣布已在汉普郡开设了一家新工厂,建设一条预试生产线以开发和生产固态电池。Ilika的新设施的部分资金获得了法拉第电池挑战项目提供的500万英镑。

珈伟股份

RAFT技术能够扩展不同类型的电池通用性,并降低设备的组装和制造成本。而ICP技术则使整个固态锂电池性能更加稳定。

该团队研制的10Ah软包电芯能量密度达到310-390Wh/kg,体积能量密度达到了800-890Wh/L,该电池可以在室温和90℃循环。

在此之前,辉能科技还和蔚来汽车、天际汽车和南都电源等主机厂和电池企业签署了,战略合作协议,双方在推动固态电池产业化方面达成了合作。

从固态电池的研发来看,未来需要发展全固态金属锂电池,负极全部为锂,但目前还面临着很大的挑战。而介于全固态和液态电解质锂离子电池之间的技术,如混合固液电解质电池,可能会在提升能量密度的同时,兼顾安全性、倍率特性、循环性,会首先实现商业化。随着技术的突破,各种综合技术指标的提升,以及材料成本的大幅下降,全固态电池才会大规模进入电动汽车市场。

3、澳大利亚联手日本研发新型固态锂电池

北京赛车官方正版投注 7

美国新能源公司SF Motors旗下部门TeraWatt Technology宣布推出4.5Ah固态电池设计原型,而且该电池的能量密度达到创纪录的432Wh/kg。

虽然中国在固态电池方面的技术积淀并不如法国Bolloré、美国Sakti3和日本丰田等国外公司,但是在发展速度和推进力度方面,中国已经走在世界前列。从目前的各方进展来看,无论是车企还是锂电企业,对于固态电池的前景看好,并开始进行布局,但是在最近几年,大规模量产依然是不现实的事情。

KeraCel正在开发并推出使用专有3D打印方法制造的固态电池。KeraCel电池中使用的固体材料是陶瓷。在KeraCel的方法中,陶瓷材料层非常薄,减少了非活性材料的开销量,并增加了潜在的能量密度。

万向集团

KeraCel承诺推出突破性的固态电池设计和制造方法,其使用陶瓷电解质,锂金属负极和3D打印技术生产的固态电池比现有的锂电池能量密度增加2-3倍,或者相同的能量水平下成本降低一半。

2017年9月,万向旗下的A123系统公司投资了美国固体动力(Solid Power)公司,后者专注于开发/扩展具有竞争力的固态电池,已创造出容量比传统锂离子高2-3倍的固态电池。

4、比利时新型工艺研发400Wh/L固态电池

2018年3月,赣锋锂业确认正在对固态电池进行广泛的试验工作,并在宁波设立了一家研发中心和一条试验生产线,以加快固态锂电池技术的商业化。

1、宾夕法尼亚州立大学开发新型固体电解质

北京赛车官方正版投注 8

万向一二三和Ionic Materials联合对外宣布,全固态电池研发取得里程碑式进展。

北京赛车官方正版投注 9

创业公司Prieto Battery宣布其开发的3D固态锂电池通过了一系列的UL和IEC锂离子化学标准测试,有助于加速推进其3D固态锂电池的商业化进程。

聚合物固态锂金属电池方面,宁德时代基于对电池的导电、加工性能的改进,设计制作了容量为325毫安时的聚合物电芯,循环300圈以上,容量保持率达到82%。

Imec的研究人员开发了依赖于固体纳米复合电解质和由磷酸铁锂及锂金属阳极制成的标准正极组合的工艺。固体电解质具有高达10ms/cm的极高导电率,并且根据Imec压力释放,具有甚至更高导电率的潜力。

日本政府加大全固态电池研发力度的目的之一是重新占据市场主导地位。《日本经济新闻》称,在车用电池领域,日本企业走在前列,2013年占据全球70%的市场份额,但2013年市场占有率仅为3%的中国企业,到2016年已扩大到26%,而日本企业则减至41%。

新材料

宁德时代

3、固态电池技术开发商Ilika扩充产线

北京赛车官方正版投注 10

通过将Ionic Materials公司先进的导电离子聚合物与A123的新一代三元/石墨锂离子化学相结合,万向一二三和Ionic Materials公司共同开发出一款具有高能量密度,高安全且不使用易燃液体电解质的电池。通过不使用诸如金属锂等特殊电极,具有固体聚合物电解质的全固态电池将更快推出市场。

最近,万向集团旗下的A123系统公司又投资了美国离子材料(Ionic Materials)公司,以扩大其在固态电池领域的竞争力。离子材料公司研发出了一种特殊的聚合物电解质,能将新型固态电池的安全性和工作性能提高到一个全新的水平。

1、Prieto 3D固态锂离子电池技术

2018年2月,万向参投的Solid Power确认与宝马合作,双方将共同研发新一代电动车固态电池技术,根据宝马的表态,新一代固态电池产品将在宝马xEV系列车型上应用。

宾夕法尼亚州立大学开发出一种新的固体聚合物电解质,该电解质将允许锂离子容易地通过它,同时还限制或防止在充电阶段锂枝晶生长。

北京赛车官方正版投注 11

目前全球布局固态电池的公司和机构超过46家,国内外企业和资金主要围绕三个路径进行布局,分别是:聚合物电解质和无机电解质的氧化物、硫化物。锂二次电池根据电解质不同可分为液态锂电池、混合固液态电解质锂电池和全固态里电池三大类别。

2016年11月,珈伟股份在沪举办全球首例固态锂电池与快充锂电池产品发布会,演示了新产品性能。

2、Solid Power新建固态电池产线

中国科学院物理研究所

国内方面,包括清陶能源、辉能科技、赣锋锂业、万向一二三、卫蓝新能源、珈伟股份、巨电新能源等中国锂电池企业,都在建设固态电池产线甚至已经投产,向固态电池产业化迈出了关键的步伐。

北京赛车官方正版投注 12

当前,包括主机厂、电池厂和科研机构都在积极研发固态电池。其中电池企业以中国为主,而主机厂和科研机构则是以欧美日为代表。

汽车商业评论认为,日本这种政府与企业齐心协力研发固态电池的做法值得我们借鉴,把国家科研机构强大的研发能力和企业切合实际的产业化需求相结合,多一些赣锋锂业和中科院宁波材料所这样的合作,应该可以更快地将科研成果产品化,不光从技术上,也从规模上、成本上,更快地将先进技术转化为生产力,从而促进我们电动汽车产业的健康持续发展。

中长期,双方计划将深化至新车型开发合作及固态电池生产技术授权、投资/入股国内落地生产项目等层面,在技术端、生产端、资本端展开合作,共同推进动力固态电池商业化落地。

国轩高科

不过,从目前整体情况来看,尽管2019年固态电池产业化取得了较大进展,但依然无法实现大规模量产和成熟应用。成本、安全性以及原材料等问题依然是阻碍固态电池商业化的重要因素。

硫化物固态电池方面,宁德时代通过对钴酸锂正极材料进行表面修饰,包覆改性后,改善了正极和固态电解质的界面相容性,并开发出混合工艺,提高了硫化物在空气中的稳定性,为电池制造成本降低提供可能。

CSIRO将与Piotrek合作开发下一代锂电池用固体聚合物电解质,采用CSIRO专有的RAFT聚合物技术和Piotrek的离子导电聚合物技术。

许晓雄团队,开发了氧化物、硫化物固体电解质材料、陶瓷片、全固态电池,并与赣峰锂业合作尝试产业化。目前该团队在国内已率先研发出容量为0.2Ah~10Ah的系列固态单体电池,10Ah固态单体电池能量密度达到260Wh/kg,循环1000圈容量保持率达88%。

在能量密度和安全性能提升的双重驱动下,固态电池在2019年的产业化进程明显加速。

北京赛车官方正版投注 13

澳大利亚联邦科学与工业研究组织宣布和日本化学品制造商Piotrek达成协议,双方将合作研发固态锂电池。

除了固态电池现在的制备技术成熟度还有待加强,能形成规模产能的企业有限,规模化生产需要克服很多困难等技术方面的原因之外,固态电解质的成本问题也是各方亟需解决的难点。从全球来看,固态电池仍处于推广发展期。

其中,辉能科技与上述车企的短期合作目标都是围绕于辉能科技的MAB固态电池包与模块技术,有助于推动固态电池在电动汽车上的应用,为新能源汽车市场的发展提供新的技术路线。

对此,中国工程院院士陈立泉曾明确表示:“能量密度要进一步提高,必须从现在开始考虑全固态锂电池。”

新技术

按照《中国制造2025》确定的技术目标,2020年锂电池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。显然,新能源汽车产业中长期发展需要新的技术储备,全固态锂电池则有望成为下一代车用动力电池主导技术路线。

据了解,辉能科技通过内部串并联,电芯可以组成一个大的复合式电池芯。它节省掉外部串联所需的打线、金属柄或金属棒等,既降低阻值,减少发热问题的产生。此时,保护系统、冷却系统、BMS系统就可得到简化,同时重量/体积成组效率得以增加。这是辉能固态电池PACK能量密度能够超过液态电池的主要因素。

中国科学院作为科技国家队,在固态电池的研发上,也起到了排头兵的作用。早在2013年11月中科院就布局了一个战略先导项目,希望能基于纳米技术,研究开发一些能够实际应用的先进材料和电池技术,目标是300 Wh/kg。在固态电池开发方面,中科院旗下的5个研发团队也都取得了阶段性进展。

比亚迪

2018年4月,珈伟股份控股子公司珈伟龙能的固态储能科技公司正式投产试运行。据称,新型锂离子电池采用纳米技术,具有强大的储能能力,在快速充电、寿命、安全性等方面优势显著。完成一次充电仅需5分40秒,可实现2万次的充放电循环,预计电池寿命最长可达100年,被三枚铁钉深深击穿后,仍可正常工作。

中科院青岛生物能源所

目前比亚迪正在积极推进下一代锂电池的研发部署,并将固态电池作为下一步研发重点,积极推进相关产品的产业化研发应用,并确定将在未来10年,最快5年内提供该类型产品。

知名锂电材料及产业化专家肖向前指出:“当前磷酸铁锂、三元等锂离子电池在放电过程中,电芯温度逐渐上升,绝对的安全性难以通过电池自身解决,金属锂固态电池是锂电的终极目标。”

郭向欣团队,开发了聚环氧乙烷、锂镧锆氧复合的固体电解质,并研制了2Ah级的固态锂离子电池。

宁德时代主要在聚合物和硫化物基固态电池方向分别开展了相关的研发工作,并取得了初步进展,同时针对材料体系特点和规模化生产的要求,宁德时代开展了全固态电池制造工艺路线的设计和探索。

北京赛车官方正版投注 14

北京赛车官方正版投注 15北京赛车官方正版投注 16

2017年11月,国轩高科对外表示已着手研发固态电池及固态电解质。

2018年3月,国轩高科在在投资者互动平台表示公司半固态电池技术目前已处于实验室向中试转换阶段。

中科院上海硅酸盐研究所

另外,国内领先的电池企业在固态电池技术储备与研发上,也取得了不错的成绩,有不少企业已经推出了行业领先的产品,只是商业化还要过些时日。

郭玉国团队,开发了聚醚-丙烯酸酯的聚合物固体电解质,耐受氧化电压是4.5伏。

北京赛车官方正版投注 17

赣锋锂业

2017年12月,赣锋锂业公告称,拟以不超过2.5亿元投资建设第一代固态锂电池研发中试生产线,规模在亿瓦时级以上,6亿瓦时的动力电池生产线未来着重跟固态电池做匹配。

受全球强化环保限制的影响,纯电动汽车将正式开始普及。在中国工信部的规划中,2020年新能源汽车年产销量将从2017年的77万辆增长到的200万辆,保有量为500万辆。日本计划到2030年将新一代汽车在新车销售中所占比例扩大到20~30%,预计纯电动汽车的核心零部件蓄电池的市场规模也将大幅增长。

崔光磊团队开发了聚丙烯碳酸酯、纤维素、锂镧锆氧复合的固体电解质,研发的电池能量密度达到了300Wh/kg,并首次在马里亚纳海沟完成了深海测试。

在我国,已经有不少科研机构和相关企业都在固态电池上下了大功夫,并已经取得了阶段性成果。

近日,据日本《日经亚洲评论》报道,从今年5月开始,日本经济产业省将向技术研究协会——锂电池材料评价研究中心投资16亿日元(约人民币9349万元)。除了东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等材料厂商外,丰田、本田、日产等大型汽车厂商,以及松下、GS汤浅等电池供应商也将加入LIBTEC的研发工作。

本文由北京赛车官方正版投注发布于北京赛车官方正版投注,转载请注明出处:辉能科学和技术与爱驰小车进行计谋同盟,固态

关键词: 电池 锂电池 陶瓷 固态

潮州时代第二代NCM811能量密度达304Wh/kg北京赛车官

方形电芯:270 Wh/kg和660 Wh/L 方形电芯:235 Wh/kg和570 Wh/L 待中国工厂投产成功后,AESC将在日本神奈川县座间市、美国田...

详细>>

全新固态电池 两电极能量密度均为460Wh/kg北京赛

前瞻现在有重大体义 为了应对上述挑衅,该研商团体与U.S.Brooke海文国家实验室以至纽约城市高校合作,切磋职员沉积...

详细>>

电线防火阻燃质量质量安全论坛 万泰科学技术获

2019年4月11日,德国莱茵TUV集团与广东省电线电缆行业协会、国家电线电缆质量监督检验中心在东莞联合主办“质胜之...

详细>>

行业点评:铅蓄电池生产者责任延伸项目启动,建议

轿车生产集团与报销小车回笼拆解集团等合营,分享重力蓄电瓶拆卸和存款和储蓄技术、回笼服务网点甚至报销新财...

详细>>