2月28日,以“聚集新技术 探索新工艺”为主题的行业首届圆柱电池技术——2025起点锂电圆柱电池技术论坛暨圆柱电池20强排行榜发布会,在深圳宝安登喜路国际酒店正式举办,现场超200+圆柱电芯及应用、300+电池材料设备配套企业齐聚盛会,携手共探新发展,共创新机遇。
在圆柱电池工艺及智能制造专场环节,诺达智慧 总经理 江国龙 发表了《半固态圆柱电池技术发展》主题演讲。

诺达智慧 总经理 江国龙
以下是速记整理内容:
江国龙:各位领导,各位行业专家:大家下午好!
固态电池和半固态电池,大家以前看的都是用在软包电池、方形电池,但是圆柱上很少看到。
首先我先介绍一下诺达智慧,公司2016年建厂,2019年在广西有自己的工厂,2022年开始在广东惠州建立了自己的工业园,主要是做18650和21700圆柱型电池。
我今天想和大家分享的固态电池有两个点:
1.圆柱的固态和半固态。
2.圆柱的全极耳。
为什么大部分公司很少去做固态的圆柱电池呢?电解液在电池的安全性里只占了10-20%的性能,没有电解液,其实也不能算是完全安全,最重要的是它的正极主材料的热失控安全性才是最重要的。我们在圆柱上,做了半固态的机理,主要是把隔离膜耐高温,在过针刺的情况下,它的温度不达到这个温度,最主要的问题是温升,在针刺这么大短路的情况下温度怎么不上升,一个是离子导电,一个是电子导电,最主要的技术是把隔膜上的固态电解质固化到里面,锂离子从负极到正极、从正极到负极的时候,不是穿过隔膜,而是根据隔膜中间的孔隙置换来经过负极,大大降低了温度。
当然,我们还有全极耳技术。我一直认为,大的圆柱电池和方形电池有足够的空间来做全极耳的方案,但是在小电池里做全极耳的难度非常大,你本身的全极耳还要加集流盘等,那势必影响很多空间。我们的研究方案中,采用了多极耳,极耳在钢壳盖帽上直连的方案,也拿到了几项专利,这种方式不仅把空间给置换出来。还有一个点是把它的工艺最简单化,也就是极耳直连,扭矩焊和超焊都能够做到。这是我们在全极耳和多极耳的阻抗,可以达到6个毫安以下,可以达到20,甚至是30倍率放电。
回到固态电池,传统液态电池的局限性,有机电解液是主要根源,安全隐患、抗氧化性差,技术瓶颈限制材料应用。
从液态电池到固态电池,有一个过度阶段是半固态。现在做的半固态,能兼容现在的工艺和安全性。在全固态方面,我认为还需要3-5年的时间才能量产。全固态的难点主要在界面的阻抗、成本、量产难度,现在大部分的全固态电池要用几吨的压力才能正常充放电。
固态电解质的几个方向各有各的有点,纯固态的硫化物比较大,电导率最高;现在做半固态主要做氧化物,它的成熟度最高。半固态电池,正极还是用镍钴锰高镍、镍钴锰酸锂,电解液制程主要是用固态电解质在隔膜上做涂层。半固态负极还是用原来的石墨,掺杂一些硅碳提高比能量,18650也能做到3千的能量以上,硅掺到20%,循环能达到1千次以上。
半固态在圆柱上的使用有很多优点:机械强度高、标准化生产、高能量密度。最主要的是标准化生产,自动化程度非常高。性能优势方面,最主要是安全,倍率放电、工作温度,可以在80度以上连续500次以上循环的工作。
国内一些巨头,比如宁德、亿纬等都在大力研发,全固态有卫蓝等公司在做,当然他们所做的都是软包、方形,圆柱的还非常少。而国外,日韩主要是LG在做,欧洲在固态电池的研究投入也非常大,欧洲在液态电池上已经落后中国很多,想在固态上超越中国,但是中国也不落后于他们。
固态主要是材料的变革,与液态电解质相比,固态电解质中离子间相互作用强,离子迁移能垒较高,导致离子电导率较低。产品测试标准不统一,缺乏标准化的生产设备,都在研发阶段。诺达智慧是用现有的生产设备来去生产半固态电池,所以我们在圆柱半固态应算是走得比较快。
半固态的创新,主要是材料、工艺的优化,提高稳定性,制造工艺开发,强化产业配套。
应用场景,大家都知道固态电池在所有原来的液态电池都可以应用,只是成本偏高,诺达智慧的半固态电池成本会比原有的液态电池高5%,还是可以的。
市场的预测和前景,在2023年的时候,半固态整个行业差不多有1GWh的出货量,2030年预计到600个GWh以上的半固态出货量。渗透率方面也一样,到了2030年,固态电池在整个行业的渗透率达到10%以上。
我今天就和大家汇报到这里,谢谢大家!
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