浙江鋒鋰許曉雄：混合固液可能是動力電池終極路線
▲圖為浙江鋒鋰新能源科技有限公司總經(jīng)理許曉雄發(fā)表主題演講
“如果不用金屬鋰做負(fù)極，固態(tài)電池開發(fā)就沒有什么意義，做固態(tài)電池就是要保證電池的高能量密度情況下的高安全性。高能量密度就要把金屬鋰用起來，這是實(shí)現(xiàn)高能量密度最有效的方法。這對于贛鋒的材料板塊發(fā)展會帶來很好的互動/互補(bǔ)。”
日前，“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會”在深圳舉行，在風(fēng)帆有限責(zé)任公司冠名的“軟包電池核心材料及先進(jìn)技術(shù)突破”專場論壇上，浙江鋒鋰新能源科技有限公司總經(jīng)理許曉雄作了題為《固態(tài)動力鋰電池技術(shù)研發(fā)進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢》的演講，發(fā)表上述觀點(diǎn)。
許曉雄表示，贛鋒鋰業(yè)（浙江鋒鋰母公司）目前已經(jīng)形成了比較好的鋰生態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)。公司堅(jiān)持穩(wěn)步擴(kuò)產(chǎn)，今年會形成碳酸鋰6萬噸，氫氧化鋰8萬噸產(chǎn)能。金屬鋰材料，贛鋒一直處于全球市場第一的狀態(tài)，占有全球40%的份額，主要應(yīng)用在化工和醫(yī)藥行業(yè)；在電池行業(yè)的應(yīng)用也在逐步放量。
許曉雄認(rèn)為，如果將全固態(tài)鋰電池定義為：電池單體內(nèi)使用固體電極和固體電解質(zhì)材料，不含有任何液體的二次電池。那么據(jù)此，現(xiàn)在的全固態(tài)電池可以包括三類：
1.已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用案例的PEO類聚合物固體電解質(zhì)路線，以歐美的發(fā)展為代表，包括加拿大、法國等。2.無機(jī)固體電解質(zhì)材料，主要包括硫化物和氧化物，硫化物以豐田和三星為代表。3.有機(jī)（聚合物）與無機(jī)復(fù)合的固體電解質(zhì)路線；在全固態(tài)電池方面應(yīng)該是未來的方向。
許曉雄表示，行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)形成了共識，全固態(tài)電池產(chǎn)品離實(shí)用還有些遙遠(yuǎn)；在液態(tài)電池和全固態(tài)電池之間的混合態(tài)路線，能夠很好地解決液態(tài)和固態(tài)的困難和缺點(diǎn)，發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn)。目前市場上的“半固態(tài)”“準(zhǔn)固態(tài)”“類固態(tài)”都可叫作混合固液電解質(zhì)電池。與傳統(tǒng)電池相比，混合態(tài)電池有綜合的優(yōu)勢，每一項(xiàng)雖不能達(dá)到完美，但是具有均衡性。
“混合固液的路線可能是動力電池領(lǐng)域終極的路線，這是我個(gè)人的觀點(diǎn)。”許曉雄表示，他認(rèn)為在動力電池上全固態(tài)不一定用得上，因?yàn)槿虘B(tài)確實(shí)還有很多的問題，尤其是低溫性能、成本、規(guī)模量產(chǎn)等，“現(xiàn)在來看還挺艱難，這也是豐田為什么一直在推后全固態(tài)電池車示范的原因”。
也基于此，所以在很多產(chǎn)品開發(fā)上，贛鋒一直是基于混合態(tài)的路線。許曉雄強(qiáng)調(diào)，“不要妖魔化固態(tài)電池，它不是一個(gè)概念，而是同時(shí)解決動力電池高比能和高安全這兩個(gè)大問題的一條路線而已，僅僅是一個(gè)解決途徑”。
在許曉雄看來，（混合態(tài)）對現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)線沒有特別大的顛覆，混合固液也適合采用軟包疊片的路線，而且裝配上與現(xiàn)在的軟包液態(tài)有極大的兼容性，可能超過80%，剩下20%可以通過現(xiàn)有很多產(chǎn)線改造，不需要大的顛覆就能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、自動化和高效量產(chǎn)。
據(jù)其介紹，贛鋒計(jì)劃投入6億-7億元資金支持固態(tài)電池板塊的發(fā)展，“去年在江西建了3億瓦時(shí)的一條線，做混固態(tài)的產(chǎn)品，全固態(tài)我們主要還是在做研發(fā)階段”。許曉雄說道。在固體電解質(zhì)材料上，包括氧化物和硫化物，贛鋒都達(dá)到了規(guī)模化的狀態(tài)，而且電導(dǎo)率水平處于國際的先進(jìn)水平。
許曉雄透露，贛鋒的混合固液電池產(chǎn)品主要是軟包類型，在體系規(guī)劃上主要有兩代產(chǎn)品。第一代以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)隔膜，用石墨為負(fù)極，能量密度達(dá)240Wh/kg- 270Wh/kg。第二代也以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)膜，負(fù)極則采用鋰金屬，能量密度達(dá)320Wh/kg- 420Wh/kg。
“在迭代技術(shù)上，兼顧高比能和高安全，就是金屬鋰為負(fù)極。安全性跟第一代是不一樣的，測試的結(jié)果顯示它的安全性比碳負(fù)極的還要安全，在針刺、擠壓、熱穩(wěn)定方面能有更高的安全性。用金屬鋰為負(fù)極，固態(tài)電池解決安全是沒有問題的。”許曉雄說道。
對于未來的發(fā)展，許曉雄認(rèn)為，無模組技術(shù) (CTP)，與電池-整車一體化技術(shù)(CTV)結(jié)合高安全高能量密度固態(tài)電池技術(shù)，在解決電動汽車行業(yè)的痛點(diǎn)方面，有望是一條有效的解決途徑。同時(shí)，許曉雄表示，未來鋰電池市場萬億規(guī)模可期。蛋糕越來越大，各類技術(shù)在里邊都有一定的定位和份額。
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