同质化竞争严重情况下 准固态聚合物电池技术突围
来源:电池百人会-能源财经网 作者:夏末 常青 时间:2024-11-15 15:56:38
ABEC 2024 | 第11届中国(广州)电池新能源产业国际高峰论坛现场
电池“达沃斯”-能源财经网11月15日讯(夏末 常青 广州南沙 图文直播)11月13日-16日,全球电池新能源行业盛会——ABEC 2024 | 第11届中国(广州)电池新能源产业国际高峰论坛在广州南沙举行。本届论坛由中关村新型电池技术创新联盟、电池“达沃斯”(ABEC)组委会主办,电池网、海融网、我爱电车网、能源财经网、电池百人会联合主办,来自全球电池新能源产业链的“政、产、学、研、金、服、用”各界500+嘉宾出席盛会,围绕“顺势周期 破局向新——大时代下电池新能源产业的中国力量”这一年度主题,在交流与分享中,掀起头脑风暴,点亮思维,实现价值对话与精准对接。
中俄新能源材料技术研究院院长王庆生
15日下午,中俄新能源材料技术研究院院长王庆生在论坛上作了题为《新型“准固态聚合物动力电池技术”的发展与应用》的主题演讲,分享了准固态聚合物动力电池技术、未来行业发展等,能源财经网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:
“在固态电池赛道发展这么火热的时候,我们应该注意什么,该怎么做,解决什么问题?”在论坛现场,王庆生讲道,业内普遍预计,2027年前后将成为全固态电池量产的关键时期。所以很多厂家在研究固态电池装备、固态电池材料等。据统计,国内已经超出了上万家企业在新能源材料和新技术上进行布局,这也是导致“内卷”的原因之一。
“当前,中国电池产能严重过剩,浙江湖州长兴已有部分企业停产,主要原因就是同质化竞争太严重。”在王庆生看来,面对这种现象,电池新能源产业最主要的就是需要创新,需要寻找可持续、可循环的发展路径。
储能市场,前景、容量、产品多元化等方面有很大发展空间。其中,锂电池在电化学储能产业中依然处于优势地位,且所占据的主导地位优势非常明显。
锂电池是整个行业内电池发展的主流体系,全球乃至欧美在十年之内不会改变。锂离子不同的体系都是以锂离子为主,但是有不同的技术路线和不同的工艺特点。王庆生指出,“无论进行哪方面研究,大家要本着科学的态度、科学的观念去开发产品。”
“逆向思维来看,固态电池也好,半固态也好,准固态也好,液态也好,最重要的是解决电池安全性和功能性的问题。”在王庆生看来,解决电池安全性,解决电池的长循环寿命,解决电池的功能性、低温性、倍率性,如果能找到方法,不在于它是什么体系,什么状态。但是在固态体系发展的过程中,依然存在很多问题亟待解决。
王庆生举例说,比如固态硫化物、多硫化物穿梭效应问题,结构稳定性问题是个大问题,直到现在也没有解决。固态聚合物当前它的问题是离子导电率太低,只有在高温下才能驱动其高的电导率。固态氧化物存在自放电大倍率性差等,相比较而言,准固态聚合物动力电池技术是最容易实现产业化的选择之一。
“聚合物解决离子导电率太低等问题,是不是比解决硫化物稳定来得快呢?”据王庆生介绍,准固态多孔态聚合物锂离子电池技术,是界于液态体系和凝胶态和纯固态体系之间,为解决液态电池不安全性和固态、凝胶态体系倍率性能差的问题,开发的一款表面干态无游离态电解质的多孔态体系动力电池。该电池体系技术采用无机复合半电解质隔膜技术,能够提高离子交换速度和交换量,解决化学摩擦产热问题,提升倍率性能。
另外,要解决电池的长寿命问题,王庆生表示,“就得从结构上突破,充放电循环过程中活性物质不能从集流体表面剥离脱落,采取外嵌网状集流体是有效解决途径,电池整体性能的提高需要更多系统的解决从电化学反应机理,材料的相容性,结构的合理性等系统的解决方案并行来考虑。我们要解决大倍率充放电的时候,是要解决离子的交换量、离子的交换通道、电子的聚集、电荷的平衡等。电子是从外部构成电路走的,离子是从内部进行交换的。”
王庆生比喻道,“它俩一个是外部搬运队,一个是内部搬运队,具有同等数量,共同确保了电池充放电过程中电荷的平衡和电化学反应的持续进行。而正极补锂则相当我们现在车的数量增加了,而我们现在所做的隔膜凝胶或者是陶瓷涂覆都没有解决离子的交换的通道问题,甚至阻碍了离子的交换效率。如果不能提高离子交换数量,就相当于车子多了没有提供行驶的道路一样,如何解决大倍率性能,如何解决化学产热问题呢?再有,所谓的减膜技术,就是电极表面涂覆固态氧化物,但不解决压实密度如何提高电流密度呢?”
因此,目前阶段的所谓的“固态”=半固态电池技术,都是过渡技术,不能以解决片面的性能指标就代表整体功能的突破,还在路上。做好一个动力电池,不仅仅是一个材料,一个工艺问题,要从材料,结构,体系,工艺,装备,系统解决,在应用方面,王庆生介绍,准固态多孔聚合物动力电池不但在高安全,大倍率,长寿命上有突出表现,并且此体系技术为负压结构、可塑性强,特别适合高纬度地区、特殊环境水下、大倍率军品、超薄数码等应用场景也有不俗表现。
(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)
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