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聚圣科技韋偉峰:原位固態(tài)一體化技術(shù)解鎖固態(tài)電池量產(chǎn)路徑
發(fā)布時間:2025-05-16 10:15:00
關(guān)鍵詞:鋰電池

  得益于在高安全、高比能、寬溫域等方面的優(yōu)勢,固態(tài)電池被公認(rèn)為是下一代電池技術(shù)的更優(yōu)解。

  從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展來看,目前,固態(tài)電池在規(guī)模化生產(chǎn)上面臨諸多挑戰(zhàn),主機(jī)廠、電池、材料、設(shè)備企業(yè),都在研發(fā)和攻關(guān)固態(tài)電池的量產(chǎn)難題,旨在推動固態(tài)電池早日實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

聚圣科技韋偉峰作主題演講——原位固態(tài)一體化:高性能固態(tài)電池的規(guī)模化路徑

  日前,在電動航空及下一代電池技術(shù)(CIBF2025深圳)交流會上,聚圣科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家韋偉峰作題為《原位固態(tài)一體化:高性能固態(tài)電池的規(guī)模化路徑》的主題演講,并向與會代表分享了聚圣科技在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局,以及最新研發(fā)成果。

01

什么是原位固態(tài)一體化技術(shù)?

  韋偉峰指出,當(dāng)前電能存儲系統(tǒng)面臨兩大核心瓶頸:能量密度天花板與復(fù)雜服役環(huán)境適應(yīng)性。

  傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池能量密度已逼近其理論極限,未來難以滿足電動航空等新興市場,對更高能量密度電池的要求。

  同時,電池安全性與能量密度之間,存在固有的矛盾,隨著電池能量密度越來越高,保持甚至進(jìn)一步提高安全性,更是難上加難。

  韋偉峰表示,固態(tài)電池不是一個新概念,如果能解決其設(shè)計和規(guī)模化量產(chǎn)等難題,未來,液態(tài)鋰離子電池所有的應(yīng)用場景中,都會有固態(tài)電池的身影。

  “固/固界面不穩(wěn)定、空間電荷層、鋰枝晶生長及體積變化等問題,目前嚴(yán)重限制了高電壓固態(tài)電池循環(huán)、動力學(xué)性能。”韋偉峰表示,這些問題也阻礙了固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)的腳步。

  據(jù)介紹,聚圣科技的原位固態(tài)一體化技術(shù),通過對聚合物體系的創(chuàng)新與改良,實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化多個關(guān)鍵難點的突破。

  韋偉峰介紹道,聚圣科技通過自研原位固態(tài)化電解質(zhì)、高倍率富鋰錳基正極材料、高容量預(yù)鋰化硅負(fù)極材料這三大材料技術(shù),結(jié)合其獨特的界面設(shè)計等多層級創(chuàng)新,已發(fā)布400Wh/kg原位固態(tài)一體化電池——聚圣?固能1號,并推出支持固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)的原位固態(tài)一體化技術(shù)。

02

為什么原位固態(tài)一體化技術(shù)

是高性能固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)的一條路徑?

  從技術(shù)原理來看,原位固態(tài)一體化技術(shù)采用了“液態(tài)前驅(qū)體+原位固化”的生產(chǎn)機(jī)制。這種設(shè)計既保留了電解質(zhì)的界面浸潤特性,又通過后續(xù)固化工藝,實現(xiàn)了固態(tài)電池的制造,巧妙地規(guī)避了固/固界面高阻抗這一產(chǎn)業(yè)化“攔路虎”。

  據(jù)韋偉峰介紹,相關(guān)實驗數(shù)據(jù)顯示,該技術(shù)已實現(xiàn)4-5mS/cm的離子電導(dǎo)率,達(dá)到電解液60%-70%的水平。

  值得一提的是,基于該技術(shù)研發(fā)的400Wh/kg固能1號固態(tài)電池(富鋰錳基正極+硅碳負(fù)極),在4.65V電壓條件下仍保持較低的產(chǎn)氣特性,這使其熱失控起始溫度,較傳統(tǒng)液態(tài)體系提升80℃以上,從而兼顧電池高能量密度與高安全性。

  在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面,不同于追求“一步到位”的全固態(tài)技術(shù)路線,原位固態(tài)一體化技術(shù)采用漸進(jìn)式發(fā)展策略。

  據(jù)介紹,聚圣科技從300Wh/kg級半固態(tài)電池切入市場,逐步向400Wh/kg級半固態(tài)電池升級,并已開始布局研發(fā)500Wh/kg全固態(tài)電池。

  在電池中國看來,這種技術(shù)演進(jìn)路徑,不但可以把控固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險,而且現(xiàn)階段與液態(tài)鋰電池產(chǎn)線大部分設(shè)備高度兼容,只需增加聚圣科技特有工藝對應(yīng)的設(shè)備,從而減少了改造產(chǎn)線的成本,可以縮短固態(tài)電池從實驗室到量產(chǎn)的時間。

  與此同時,其應(yīng)用富鋰錳基正極材料,使材料成本較傳統(tǒng)高鎳三元體系降低約30%,這種成本優(yōu)勢在商業(yè)化初期尤為重要。

  整體看,作為突破現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池能量密度與安全性能瓶頸的重要突破口,各類固態(tài)電池技術(shù)展現(xiàn)出差異化的發(fā)展態(tài)勢。

  其中,聚圣科技提出的原位固態(tài)一體化技術(shù),以其獨特的工程化思維和漸進(jìn)式創(chuàng)新路徑,正在形成一條具有商業(yè)化可行性的技術(shù)路線。

  展望未來,韋偉峰表示,“我們希望固態(tài)電池能夠成為‘六邊形戰(zhàn)士’,具有高比能、高安全、高倍率、長壽命、寬溫域、低成本特性。我們將繼續(xù)努力,助力盡快實現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。”

稿件來源: 電池中國網(wǎng)
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