陀普科技副总经理艾群:高安全高能量密度固态电池的研发与应用

彬彬评商业 2024-11-08 02:12:05

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11月6-7日,由起点钠电、起点锂电、起点充换电、起点研究院(SPIR)联合主办的2024起点钠电行业年会、2024起点锂电&两轮车换电行业年会(同期举办:2024第十届起点金鼎奖颁奖典礼/CINE中国钠电展)在深圳山燕子湖会展中心A馆隆重举办,现场1500+产业链嘉宾齐聚盛会,共探行业新篇章。

7日,在2024起点锂电&两轮车换电行业年会——专场二:固态电池技术专场,陀普科技 副总经理 艾群发表了《高安全高能量密度固态电池的研发与应用》的主题演讲。

图:陀普科技 副总经理 艾群

以下为现场实录:

艾群:各位专家,各位领导:大家早上好!

我是来自佛山陀普的艾群,我为大家汇报的主题是《高安全高能量密度固态电池的研发与应用》。

报告分3方面:首先,先给各位领导汇报公司固态电池的研发进展情况。

液态电池电解液有热失控和内部短路的问题,但工艺成熟、生产效益高。选择固态电池出发点,主要是因为它的安全问题,在正极材料主要是通过富锂锰、高镍三元,复合磷酸铁钠选择硅碳、锂硅合金,电解质方面选择固态电解质和复合固态电解质来解决,固态电解质的优势在于:部分可做到与液态电解液媲美的离子电导;结构强度高,相对耐毛刺刺穿短路;抑制锂枝晶生长;相比液态电解液更宽的稳定工作电压范围;不可燃。

固态电池主要的技术难点,现在是分3种固态电解质:硫化物、氧化物和聚合物。硫化物稳定差,成本高,遇水就有有毒气体。氧化物主要是偏硬,导电率适中。聚合物的导电性最差,但是加工柔软,化学稳定性适中。

我们开发固态电池的路线图,在去年2023年是第一代富锂锰电池,能做到250-280wh/kg,今年年初的时候,也拿到了富锂锰电池国内外第一款动力电池强检报告,今年已经开发出400wh/kg,从330、360到400,现在马上可以做到420wh/kg的大容量、长循环的电池。现在的状态是半固态,我们也在持续开发,到明年会开发出富锂猛第二代,希望经过两三年能够实现全固态的量产,达到大于500wh/kg。

富锂锰的倍率性能比较差,还有平台衰减,通过改良会有所提升。这是它的平台和循环,能保证1500-2000次,平台在没有改良之前衰减也比较快,改良之后基本上和三元保持相当的水平。

这是半固态400wh/kg电池的搭配,负极有两种技术路线,一是用金属锂,二是用硅,我们选择用硅,硅已经能够用到全硅,或者是掺杂80%的硅。这张图表明硅当时做的循环,采用柔性导电网络,来抑制它的膨胀和改善导电性丧失的问题。

这次的固态氧化物固态电解质的离子电导可以做到0.5mS/cm,硫化物固态电解质离子电导做到了小于10mS/cm,量产成本可一降到小于20万/吨。我们自研的聚合物固态电解质电导做到了2mS/cm。

我们也做了锂对称的电压恒流恒放,这对锂的稳定性比较差,红色的线就是我们进行的涂附。

我们也做了连接器的研发,离子电导大于1mS/cm,连接力比较强。

我们还做了复合固态电解质膜,最高固态电解质比例可大于90%,厚度薄,强度高。我们自己做的混合氢,用8系的三元极片,完全没有溶剂的情况下做干法电池的容量,已经能够发挥到200-205,811体系的容量全部发挥出来,这是干法电极的研发情况。

以上介绍的是研发部门对固态电池做的研发情况,下面介绍一下我们的产品。

这款电池是现在推出的,用高镍材料做的半固态,能量密度达到400wh/kg,充电能达到2C持续,放电能达到10C,10C是30秒到2分钟左右,循环是500次,应用主要是用在无人机,这是这个电池的数据,这是循环,循环没有满充满放,这里体现的是4.2V到4.8V,倍率放电是3C放电,3C能达到90%,并且它在-40度下的性能也非常优越,1C放电能达到90%。

在无人机的应用方面,主要是飞机上升和飞机下落时要的电流非常大,我们模拟这个工况,能够支持10C放电,前面10C能放2分钟。在中间有一段是用5C放,放4分钟,然后接着10C,放到2.5V,这个性能完全可以满足无人机的应用。

下面再简单介绍公司。

我们公司比较年轻,成立于2019年,研发是从锂电池材料开始研发,一直到锂电池和系统。应用领域数目前阶段是无人机、电摩、电动自行车,后续随着公司的发展也向新能源汽车拓展,现在已经获得了各质量体系和高新技术企业。

这是公司团队的发展,进入锂电领域是从1993年开始,先从3C数码开始做起,后面做电动汽车,团队自己开始创业是从2019年开始,目前已经成立了佛山陀普研发中心和中试线,目前也在进一步扩产。

产品主要应用于无人机,无人机方面有大工业化的载重式等,充放能力都比较强。

还有电摩的应用,陀普科技以创新的电芯技术+智能 BMS 为电动摩托车提供超强动力,让骑手享受超越跑车的性能,支持48V-400V 产品定制。

注:本文根据速记稿件整理,未经演讲者审核!

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