中創(chuàng)新航已經(jīng)完成400Wh/kg固液混合電池技術(shù)的階段開發(fā)，安全已均通過國標(biāo)測試。

在下一代電池技術(shù)開發(fā)進(jìn)程中，固態(tài)電池被認(rèn)為是重要發(fā)展方向，而作為必經(jīng)之路，固液混合電池是每個入局者必須面臨的考驗。行業(yè)預(yù)計，2025-2030年將是半固態(tài)電池取得大發(fā)展的黃金時期。圍繞于此，頭部動力電池企業(yè)已經(jīng)開始重點發(fā)力。

近期舉行的2022高工鋰電材料大會上，中創(chuàng)新航電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人單旭意博士作題為“400Wh/kg固液混合電池及材料創(chuàng)新”演講，詳述了中創(chuàng)新航400Wh/kg固液混合電池開發(fā)進(jìn)展與技術(shù)研發(fā)遵循思路。

單旭意介紹，中創(chuàng)新航已經(jīng)完成400Wh/kg固液混合電池技術(shù)的階段開發(fā)，安全已均通過國標(biāo)測試。

400Wh/kg固液混合電池研發(fā)進(jìn)展

固液混合電解質(zhì)技術(shù)

單旭意介紹，400Wh/kg電池技術(shù)，首當(dāng)其沖的一定是電池的本征安全。通過DSC解耦，可明確電池?zé)崾Э馗麟A段的核心產(chǎn)熱路徑。通過高安全液態(tài)電解液協(xié)同固態(tài)電解質(zhì)在特定位置的針對性補(bǔ)強(qiáng)，從而實現(xiàn)400Wh/kg電池本征安全。

中創(chuàng)新航通過核心溶劑以及添加劑的底層創(chuàng)新，開發(fā)出了兼顧高安全和高性能的電解液配方。該電解液的引入，實現(xiàn)了Ni9電芯T2溫度與中創(chuàng)新航已量產(chǎn)高電壓5系電芯相當(dāng)，同時其綜合電性能也優(yōu)于常規(guī)電解液配方。通過固液混合，在現(xiàn)有電解液的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合固態(tài)電解質(zhì)高效應(yīng)用，可以很大程度去實現(xiàn)400Wh/kg高能安全產(chǎn)品。

除了本征安全，400Wh/kg電池壽命問題，中創(chuàng)新航同樣給出了清晰的解決方向。

失效定位

單旭意博士指出，循環(huán)失效主體在于高鎳正極淺表層更高的脫鋰態(tài)造成的界面及結(jié)構(gòu)失效，而存儲失效主體來自于硅碳負(fù)極應(yīng)力變化造成新界面的持續(xù)生成。聚焦上述核心失效原因，中創(chuàng)新航已階段性開發(fā)出定向摻雜的高鎳單晶正極材料，以及具備體相緩沖結(jié)構(gòu)的納米硅碳負(fù)極材料，電性能及安全性均遠(yuǎn)優(yōu)于行業(yè)水平。

材料開發(fā)與展望

基于上述材料技術(shù)創(chuàng)新，中創(chuàng)新航也在同步進(jìn)行高能電池的開發(fā)[C1]。通過相關(guān)材料技術(shù)的引入，350Wh/kg電池性能當(dāng)前無論是長期壽命還是安全性都已經(jīng)做到了非常好的程度，其中循環(huán)壽命可以做到接近1100圈水平，熱箱穩(wěn)定性達(dá)到177℃，遠(yuǎn)高于行業(yè)高鎳電池水平。

同時，400Wh/kg電池技術(shù)的階段開發(fā)也已完成。當(dāng)前壽命可以做到450-500圈，安全均通過國標(biāo)測試。當(dāng)前，中創(chuàng)新航正在攻堅突破400Wh/kg關(guān)鍵材料技術(shù)，400Wh/kg電池技術(shù)正在向產(chǎn)業(yè)化逐步邁進(jìn)。

單旭意博士強(qiáng)調(diào)，在全球化競爭背景下，鋰電材料廠家更應(yīng)該聚焦在高能材料的精細(xì)化設(shè)計及量產(chǎn)控制能力提升上，最大程度的激發(fā)和利用材料儲鋰潛能提升材料產(chǎn)品競爭力。

高能電池材料創(chuàng)新遵循“兩大平衡”

未來幾年，動力電池將進(jìn)入TWh時代，巨大的市場需求無疑將對環(huán)境和資源負(fù)荷提出新的挑戰(zhàn)。材料作為能量源是新能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，唯有持續(xù)創(chuàng)新才能不斷突破。

針對電池材料創(chuàng)新，中創(chuàng)新航主要遵循兩大平衡：一是能量與資源極致平衡，二是能量與安全極致平衡。具體來講，中創(chuàng)新航電池及材料創(chuàng)新圍繞四個方面開展：高壓化、無鈷化、高錳化、固態(tài)化。

高電壓三元電池技術(shù)是中創(chuàng)新航在高能量和資源極致平衡理念下非常重要的創(chuàng)新，中創(chuàng)新航是行業(yè)首家量產(chǎn)5系高電壓產(chǎn)品實現(xiàn)600公里續(xù)航的廠家，通過不斷努力和突破，中創(chuàng)新航當(dāng)前6系高電壓方型產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)280Wh/kg的高能量密度。

中創(chuàng)新航也在同步開發(fā)更高電壓以及更高鎳材料及電池技術(shù)，高電壓方型產(chǎn)品能量密度可以進(jìn)一步做到320Wh/kg，覆蓋絕大多數(shù)高性能應(yīng)用場景。

針對更高鎳產(chǎn)品應(yīng)用，單旭意認(rèn)為起點應(yīng)該是350Wh/kg，以最大程度發(fā)揮高鎳的能量優(yōu)勢。中創(chuàng)新航也是行業(yè)首家開發(fā)真正面向規(guī)模化量產(chǎn)350Wh/Kg方型產(chǎn)品的電池企業(yè)。 目前，中創(chuàng)新航正在不斷實施高鎳正極、硅碳負(fù)極、高安全電解液等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，在實現(xiàn)350Wh/kg方型產(chǎn)品同時，結(jié)合進(jìn)一步的材料創(chuàng)新，將液基鋰離子電池能量密度天花板推向400Wh/kg。