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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，广东诺达智慧 研究院院长 江国龙发表了《半固态电池的应用与安全》的主题演讲。

广东诺达智慧 研究院院长 江国龙

以下为现场实录：

江国龙：各位专家领导，各位同仁：大家上午好！我是广东诺达智慧的江国龙，我分享的是《半固态电池的应用与安全》。

首先简单介绍我们公司。广东诺达智慧，是从碳酸锂的矿端到回收全产业链的公司。

下一代的工业革命将是人工智能机器人的技术革命和低空经济，新一代的驱动系统一定是固态电池。

在座都说固态电池，固态电池的主要正极，还是用传统的三元材料为主体。负极方面，半固态电池将以石墨掺硅碳，全固态是锂金属。固态电解质会有硫化物等，半固态一般还是以现有的隔膜来复合固态电解质。

现在的半固态电池能量密度在300Wh/Kg左右。固态电池最主要的核心是电解质，固态电池电池的电解质分聚合物电解质、隔膜型、氧化物、聚合物等，每一种固态电解质的形式不一样，优缺点也不一样，半固态主要是以氧化物和聚合物的方式存在。

固态电池最核心的是负极，也就是提高比能量密度的核心东西，传统负极主要是以石墨为主体，优点是性能稳定、成本低，但是能量密度相对低。

下一代的半固态电池负极很有可能是硅，硅理论容量达到了3590mAh/g，优点是能量密度高、成本低，最大的缺点是充放电体积变化影响稳定性和寿命。还有锂，理论容量到3862mAh/g，优点是能量密度高，但是最大的缺点是活泼金属、副反应多、条件要求严苛、需要解决锂枝晶等安全问题。

锂电池现有最大的问题是安全，下一个问题是怎么提高比能量，如果安全解决不了一切都是0。

半固态电池的优点，除了比能量，还有宽温域，工作范围可以-40度到70度。

锂电池安全问题，为什么目前新能源汽车占比没有达到一半以上？电动车的通勤成本1公里也就是1毛钱，家用充电不到1毛钱，之所以没有普及是因为大家担心安全，这个安全只要有百万分之一的概率就等于0。下一步是怎么解决安全。要解决锂电池的安全，要从机理出发，锂电池为什么会爆炸，它怎么爆炸、怎么燃烧的？

2000年，美国一个实验室做了一个实验加温到70多度，三元电池自己升温，升温到190度的时候立即产生完全的热失控，到70多度的时候就已经是热失控，但是非常的缓慢，到1200分钟的时候才是完全热失控，这个时间段怎么把热量降下来，或者是让它不升温如果温度达到190多度是完全的热失控，阻止不了，就瞬间一秒钟的时间到三四百度。

我们在做技术研究的时候，针刺就相当于一个大的短路，相当于短路5-10倍的电流。我们首先要通过针刺，怎么让针刺之后5倍的短路电流不在大的面积发热，这是我们主要的工作目标，就是在隔离膜上让它耐高温，用一种溶剂侵蚀到隔膜的孔隙，耐300度的高温。无论是什么电池，要绝对的安全是不可能，是能量体就会爆炸，只是怎么样控制它不爆炸，怎么样抑制到一定的范围内不爆炸。

我们的第一步是用固态电解质侵蚀到隔膜里，让它耐200度不收缩。

第二步，热失控到190多度的时候，电池里的主材料最多的是正极，它产生的焦耳热量也最多，所以瞬间热失控爆炸。下一步的工作，把200-300的的热失控进行提升，我们把固态电解质进行包覆，提高它的热失控度，我们提高了5-10度。

第三步，针刺之后电解液漏出，电解液漏出之后可能会点燃有机溶剂。我们用30%的电解质渗透到正极、负极。

半固态电池有一个最大的优势，用传统的设备可以完成，能够快速量产。我们进行了安全测试，直接针刺连了电压表，针刺下去之后，电压立即短路，短路完就结束了。

这是我们拿到第三方认证的圆柱电池做半固态电池。我们的半固态电池，能量密度也做了一定的提升，提升了30-50%，循环提高了1-2倍。最主要是成本，成本几乎跟原有的液态电池保持一致。电池的快充性能可以达到20分钟充90%，循环性能达到1千次以上。我们第一步是保证电池不爆炸，再考虑如何提升比能量。

注：本文根据速记稿件整理，未经演讲者审核！