以“聚焦新技术 探索新蓝海”为主题的《2024起点固态电池技术论坛》于2024年8月30日在深圳南山成功举办。本场论坛由起点固态电池、起点锂电主办,深圳湾科技发展有限公司联合主办,邀请了固态电池、材料设备、其他配套企业超500+领导嘉宾齐聚现场。
本次大会共包含大会开幕式、固态电池技术风起、固态电池关键材料及设备破局三个环节,超16位重磅嘉宾进行发言和演讲,以下是具体内容:
第一部分:大会开幕式
1、起点研究 董事长/PECA光储充联盟 秘书长 李振强开幕式致辞
李振强表示,今年的新能源行业持续呈现冰火两重天的局面,一是传统的锂电、光伏、储能产业寒气逼人,挑战很大,尤其在产能、价格等方面,十分内卷;二是固态电池产业火爆,项目落地、融资消息不断。但固态电池产业化进度虚实难辨。
比如目前很多企业声称已经实现了全固态电池的量产,并且也有企业将小批量量产的时间提前至2027年。但这背后对量产的定义并不统一,有的可能是做出了一个合格的样品,能够做小批量生产;有的可能是中试线投产。但真正的量产,应该是建立了GWh的产线,成本下探,有客户认可并买单。很明显,目前固态电池成本与锂电池成本相比不具备优势,距离真正的量产还有很长的路要走。
李振强认为,全固态电池是一个很好的发展方向,但是依旧面临成本、工艺、材料等难题,可能需要5年甚至10年的时间去解决。全固态电池就是一场“马拉松”竞赛,拼的是大家的体力、耐力、综合素质、抗击打能力。李振强建议,所有的固态电池产业链企业要保持定力,要“久久为功”,做好自己的产业链、生态链、产品链、技术链、客户链,环环相扣,才有机会胜出。
起点研究 董事长/PECA光储充联盟 秘书长 李振强
2、深圳湾科技发展有限公司 运营总监 黄伟 做招商推介
黄伟介绍,深圳湾科技生态园是深投控的子公司,专门负责招商运营,拥有八大园区,包括软件产业基地、创新科技基地等,除了南山,公司在宝安、龙岗、坪山、深汕合作区、东莞、美国硅谷、比利时、布鲁塞尔等都有布局空间。
目前深圳湾科技生态园已聚集超过800家公司,同时,深圳湾科技生态园具有三大优势。一是由深投控控股。深投控是深圳最大的国企,也是世界500强企业,拥有科技园区、科技金融、科技服务等三大业务。二是区位优势。园区所处位置公交、地铁等交通方式十分便利。三是具有专属政策,多重补贴。园区享有市产业主管部门提供的专属租金减免政策,并可叠加申请。目前园区每年有超过800家企业得到这些补贴。
深圳湾科技发展有限公司 运营总监 黄伟
第二部分部:固态电池技术专场
1、北理工电动车辆国家工程研究中心 杨晓光教授:超充固态电池技术
杨晓光表示,常规锂离子电池最大的挑战是充电的时候发生析锂现象,快充有更大的安全性隐患,如何避免充电及安全焦虑,是新能源汽车发展面临的主要挑战。为此,团队制作了高精度电池性能与寿命预测模型,考虑了析锂的影响机制,预测在不同的电芯设计,170Wh/kg和220wh/kg,锂电池最佳工作温度在20度左右,高温是电池工作的禁区,如果要实现高比能电池的快充,放权BMS的上限工作温度,适当到高温区充电对电池有利。电池存在矛盾体,在低温下充电会产生析锂影响,高温情况下的活性增大,可以避免析锂,但是高温情况下容易造成材料的损坏。因此,团队也研发了一个新的电池结构——“全气候电池”,并将这个电池应用在了2022年的北京冬奥会上。通过新电池架构、新加热技术、调控技术等多方面一体化协同,就可以精准控制电池的电流、温度,避免析锂,也避免材料快速衰减,从而实现快充。
杨晓光总结,快充技术是基于这三个方面:①电和热的协同调控。②协调匹配材料的研发,包括正极、负极、电解液、电池结构的设计等。③开发云边协同的精细化运维技术。
北理工电动车辆国家工程研究中心 杨晓光教授
2、郑州比克技术总工占孝云:基于原位固化的半/准固态电池
占孝云表示,比克电池基于新型固态电池技术,可以实现聚合物电芯到准固态和全固态电池的过渡,并将赋能公司全品类产品的迭代升级,可根据市场终端需求开发不同应用场景产品。比克采取优化锂离子传输通道的技术,同时采用自主研发的高性能电解液,加快锂离子的传输,最终达成固态电池高安全、高能量密度,以及兼顾良好的高低温适应性、高功率的特性。
比克电池将于2024年底推出390Wh/Kg半固态产品,应用于无人机和车电领域。2026年,比克半固态电池的目标能量密度将到达450Wh/Kg,预计2028年将过渡到全固态电池。同时,比克也在布局新方向的全固态产品,预计在2030年推出。
郑州比克技术总工占孝云
3、英诺贝森 联合创始人/副总裁 徐万江:全固态电池技术路线发展现状与趋势
徐万江表示,固态电池具有高安全性、高能量密度和高充电速率,可同时解决现有电池的三大痛点。目前,全球固态电池研发可分为中国、 日韩及欧美三个阵营。在技术方向上,日韩起步最早并选择了硫化物固态电解质路线,目前日韩企业持有固态电池专利数全球领先,据统计,全球专利数排名前十全是日韩企业;欧美选择氧化物固态电解质路线居多,且均在直接开发锂金属负极应用;中国三种固态电解质路线均有布局,在开发全固态电池的同时也在大力发展对现有产业更友好的半固态电池。
徐万江总结了全固态电池技术创新方向:①电解质材料革新:聚合物、氧化物、硫化物,三大体系的改革创新。②电极材料优化:高性能材料电池的开发,电极与电解质界面相容性提升策略。③快充技术突破:提高离子电导率方法,优化电解质微观结构;开发新型快充技术,提高效率。④安全性能提升:固态电解质稳定性增强,加强安全监控,提升预警功能,确保安全可靠性。
英诺贝森 联合创始人/副总裁 徐万江
4、立方新能源 研发总监 徐雄文:聚合物电解质的开发及其在固态钠离子电池中的应用
徐雄文认为,目前固态电池面临的主要挑战:1.界面适配性及全生命周期中的界面一致性。2.适合的固态电解质选择。
对此,立方新能源选择的技术路线是具备专利技术的聚合物电解质。湖南立方开发出的聚合物电解质具有高安全、低阻抗的特点。
基于优异性能匹配,立方也将聚合物电解质用于钠离子电池,具有优异的循环寿命、倍率性能和高低温性能,并且安全性能得到极大提升,电池按照UL9540A测试不会发生热失控。该技术有望从根本上改善钠离子电池的安全性能。
立方新能源 研发总监 徐雄文
5、博路威 总经理 沈宏伟:博路威辊压技术在干法电极和固态电池中的应用
在工艺流程上,固态电池对生产设备提出新要求。一是固态电解质膜制程中需要辊压设备;二是干法电极制程中需要用到辊压设备。
同时,干法工艺相对湿法工艺,工作压力更大,要求的压实密度更大;对辊压的精度、均匀度的要求也变得更大。
博路威具备五大辊压技术:固定中高技术、偏移式交叉辊技术、拉弯辊技术、S-Roll无级调压均匀辊技术、BENDCON挠度分区可控中高辊技术。
以BENDCON挠度分区可控辊技术为例,其优势在于无需弯缸;BENDCON内部施压的力直接作用于极片,比拉弯辊压能耗更低,轧制力更大;与传统拉弯技术相比,同样的主缸压力下,极片压实密度提升30%-62%;经BENDCON辊压后的极片反弹少。
博路威 总经理 沈宏伟
6、纷享销客 电装产业链总经理 陈雷:AI+CRM助力电池行业企业营销新增长
陈雷表示,纷享销客具备14年的历史、14家分公司,目前只做一个产品,就是CRM,目前市占率国内第一。纷享销客CRM可助力企业目标达成及业务场景需求支撑包括:落地需要、出海IT建设需要、精细化需要、数字需要、业务财务一体化要求、盈利要求、业务平台建设要求、数字化经营要求。而AI赋能在于,AI平台集成了应用层,在营销服务、图像识别和开发上都可以进行应用。
对于电池能源企业,纷享销客助力其与经销商之间的联结和管理,构建了持续盈利的新模式。比如,国轩高科,纷享销客助力其数据结构化提升30.7%,订单覆盖率100%,录单效率提升44.2%,签收及时率提升48%,合同履约效率提升5%;科陆电子方面,纷享销客助力进行了很多效率的提升和业务的管理,主要是管理售前和售后。
纷享销客 电装产业链总经理 陈雷
7、圆桌对话:全固态电池产业化面临的机遇与挑战?全固态电池量产时间预测?
在主论坛专场一举办了主题为“全固态电池产业化面临的机遇与挑战?全固态电池量产时间预测?”的圆桌对话,由起点研究董事长/PECA光储充联盟秘书长李振强担任主持人,对话嘉宾分别是:北理工电动车辆国家工程研究中心杨晓光教授、郑州比克技术总工占孝云、英诺贝森 联合创始人/副总裁 徐万江、立方新能源 研发总监徐雄文、博路威总经理沈宏伟、纷享销客 电装产业链总经理陈雷、新日股份副总经理/总工程师雷宝荣、南昌大学光伏研究院电池实验室指导老师高学友。
具体内容点击查看:全固态电池产业化面临的机遇与挑战?全固态电池量产时间预测?
第三部分:固态电池关键材料及设备专场
1、起点研究院发布《固态电池产业发展白皮书》
起点研究院(SPIR)研究主管 吴雨龙 指出,固态电池具有的高安全性、高能量密度等优势,被誉为下一代最有希望和潜力的电池。据起点研究院(SPIR)不完全统计:2021年1月1日至2024年8月30日,国内固态电池产业融资案例发生不低于40例,其中卫蓝新能源融资6次,太蓝新能源融资5次。而资本的加入,也加速了固态电池商业化进程。
具体进展方面,从目前发布固态电池的能量密度来看,大多集中在300-380Wh/kg,从整体进展来看,传统锂电池企业中赣锋锂业、孚能科技等进展较快。据起点研究院(SPIR)不完全统计,根据各家企业公布的信息来看,(半)固态电池产能及规划已超400GWh,未来几年固态电池发展将加速落地。
起点研究院(SPIR)预计,全球固态电池未来两年将加速发展,2025-2030年将是半/准固态电池产品导入期,2030-2035年之间将是全固态电池产品导入期,预计2035年全球固态电池(含半固态/准固态电池)市场规模将超过2000亿元。
起点研究院(SPIR)研究主管 吴雨龙
2、武汉科技大学 雷洪钧 博士:固态电池的起源、发展历程、当前状况与未来趋势
雷洪钧 博士 提到,固态电池不是新的东西,锂离子电池最早的起源是1960年开始,而固态电池是70年代开始产生的。理论界、科学界已经做了50年的努力,量产应该不是问题。至于生产工艺层面,永远是问题,永远要保障,永远要改进。日本东芝公司在 1983 年宣布开发出可实用的 Li/TiS2 薄膜全固态锂电池,这一成果标志着固态电池技术,从实验室走向实际应用的重要一步。
对于半固态/固态电池的量产时间,雷洪钧博士指出,目前,东风公司的半固态电池已经上车,半固态电池明年一定会大用。预计到2027年,固态电池的量产条件也将基本具备,但是市场化可能要到2027年之后。
武汉科技大学 雷洪钧 博士
3、栩辰科技 董事长 邢震宇:硫化锂纳米粉体材料的产业化
锂电池能量密度已达到极限,锂硫电池体系可将能量密度进一步提高。硫化锂材料在电池领域有3个方面应用:高纯硫化锂、碳低亲硫活性过渡金属硫化锂、碳高亲硫活性过渡金属硫化锂,是高导电性硫化物固态电解质的必备前驱体。
硫化锂纳米粉体材料呈颗粒状,对固态电池电解质制备非常不利。但上游布局非常广泛,不存在原材料卡脖子问题。栩辰科技希望用硫化锂材料取代三元、磷酸铁锂。公司2016年开始研究硫化锂材料,实现与碳复合验证过渡金属度硫化锂正极材料性能的一些影响,2021联手宁德新能源,初步验证硫化锂正极材料具有非常大的商业化可行性。
栩辰科技 董事长 邢震宇
4、厦门大学能源学院 吕泰裕博士:锂金属复合负极
吕泰裕博士表示:“发展锂电池、储能、新型电力系统是优化我国能源结构、保障能源安全的国家战略,也是实现双碳目标的主要技术路径。中国、美国、日本、韩国、欧盟也针对电池发布了相关政策鼓励其产业发展。”
液态电池负极材料以石墨作为主流,固态电池未来的负极材料则是硅碳、锂金属等。锂金属负极具有容量、密度和工作电压平台的优势,使得其能量密度能够大于400Wh/kg,然而由于锂金属存在锂枝晶、低库仑效率问题,严重阻碍了实际应用。
为此厦门大学能源学院也针对痛点进行技术改进,所研发产品具有以下优势:超大幅面,高性能纤维的错层搭接、超薄厚度、良好力学性能、优异柔韧性、优异导电性、良好的透气性和超疏水性。并通过在碳负极的界面上构筑界面层,使得碳纤维作为混合锂离子锂金属在快充和低温下都能够实现超过1000次循环的稳定性。
厦门大学能源学院 吕泰裕博士
5、屹锂新能源 易立:全固态电池高稳定性硫化物电解质制备技术与产业化
易立表示,在固态电池中,固态电解质为重要一环。理想的固态电解质具有稳定性、高离子电导率、宽电化学窗口、低阻抗界面、高界面相容性。为此,屹锂新能源也提出解决方案:1.分级控制固态颗粒粒径,精准构筑固-固微界面;2.材料结构调控及控制环境水分,超低露点实现规模化生产需求;3.正极材料表面改性,提高界面兼容度;4.负极锂合金化,实现高能量密度的同时抑制锂枝晶的形成;5.硫化物固态电解质材料质地软易加工,开发非标设备。
屹锂新能源申请了将近100项知识产权,除了自主研发能力以外,还有对于生产工艺的自主开发和非标设备的开发。屹锂新能源自研电解质电导率已经稳定突破12mS/cm,最高达到17mS/cm。
电解质粉体方面,屹锂新能源研发纳米级D90粉体产品已成功,在调试相关的设备和稳定性。除了电解质,屹锂新能源全固态电池表现出优异的倍率性能,1C倍率长循环1000次后,电池容量保持率87.46%,零下40度环境下依然保持正常运作。
屹锂新能源 易立
6、博粤新材料 研究院执行院长 陈小波:无机氧化物材料在锂电池中的应用
陈小波主要介绍了氧化物在固态电解质中的应用等问题。
在电解质方面,氧化物材料的成本和液态电池成本差别不大,但是在轻量化上有比较大的提升。
目前在市场上,固态电解质氧化物材料应用得比较多的是LATP结构的产品,在室温下表现出较高的离子电导率,并且对储存和组装条件要求较低,在空气及潮湿环境气氛下结构性质均非常稳定。同时,由于原料来源丰富,LATP也是目前成本最低、商业化前景最好的固态电解质。
但他也提到了LATP的缺点,在批量化应用中,能够把离子导电率做得稳定是难点。无论是固态电池还是传统的液态电池,LATP的吸水性比较强,对正极的作用会让正极材料本身的容量有损失。所以在材料体系中需要对离子水分进行控制,需要对材料的粒度分布进行控制,如果粉体颗粒比较大,在匹配正极的时候会有界面问题,影响容量的发挥。
博粤新材料 研究院执行院长 陈小波
7、力生氢能 总经理 吴志晖:新世纪的新型固态电池
吴志晖介绍到,质子传导电池是这个时代应该出现的一种二次电池。固态质子传导可充电池安全性极强,寿命超常,具有超高储电能力、高倍率充放电,且工作温度范围广等优势,完全符合这个时代的要求。
目前,锂离子电池有5种电解质,包括氧化物电解质、硫化物电解质、聚合物电解质、氯化物电解质、硼酸盐或磷酸盐等,其中,最高的电解质是5mS/cm。在这一研究领域,日立、FDK等企业很有名。
力生氢能 总经理 吴志晖
8、中南大学 张永柱 教授:固态电池材料技术路线,产业化量化装车与新赛道商业化发展机遇挑战
张教授表示,市场在呼唤全固态电池。国内在固态电池上已经于电解质的产业化、降本、提高导电率性能、界面性能等方面做了非常多的工作。他预测,产业化的目标也是在2030年。未来是多种技术路线共存,半固态估计能占到10%的市场份额,全固态占到5%的市场份额,改良的液态电池依然是主流。
值得注意的是,全固态电池产业仍面临一系列挑战,比如材料、界面、电极等。他表示,未来5-10年,半固态、全固态会与目前市场分享10-20%的市场份额。未来两年以后,新能源依然是一片蓝天。
中南大学 张永柱 教授
9、圆桌对话:全固态电池量产的关键材料及工艺设备瓶颈何在?
在主论坛专场二举办了主题为“全固态电池量产的关键材料及工艺设备瓶颈何在?”的圆桌对话,由武汉科技大学雷洪钧博士担任主持人,对话嘉宾分别是:珠海栩辰科技董事长邢震宇、博粤新材料研究院执行院长陈小波、力生氢能总经理吴志晖、中南大学张永柱教授。
具体内容点击查看:全固态电池量产的关键材料及工艺设备瓶颈何在?
至此,以“聚焦新技术 探索新蓝海”为主题的《2024起点固态电池技术论坛》圆满结束!