宁德将于4月19日上海车展期间发布新一代凝聚态电池技术。
凝聚态电池是一种基于物理和化学原理构建的全新电池类型,可以理解为是介于固态和液态之间的半固态电池,更接近于聚合物电池。
简单来说,目前主流的液态电解液电池采用液体电解液,纯固态电池则采用固态电解质,半固态电池介于两者之间(保留了少量电解液,含有固态电解质);聚合物电池为半固态的一种,但导电机理不同,采用PEO高分子与电解质复合的方式,没有液体电解液,锂离子主要通过络合-解络合在凝胶体系中传输。
相比于目前的锂离子电池,凝聚态电池的变化主要有:
1. 电解质部分,增加了聚合物和氧化物固态电解质。其中,高分子聚合物是凝聚态电池电解质的核心,目前普遍认为PEO(聚环氧乙烷)可能性最高;氧化物固态电解质以隔膜涂覆及正极包覆的形式添加。
2. 隔膜部分,涂覆固态电解质涂层,预计第一代凝聚态电池将使用LATP氧化物涂层,成本低,第二代将使用LLZO/LLZTO氧化物电解质(含锆),对锂金属的稳定性更好;
3. 负极部分,目前主要是石墨负极,预计凝聚态电池将采用硅碳负极(第一代)或锂复合/锂金属负极(第二代);
4. 正极部分,凝聚态电池将采用高镍/超高镍/富锂锰基正极;
5. 封装方式,行业现有半固态产品均为软包,凝聚态电池软包的方式占比更好,将增加铝塑膜用量。
基于以上,凝聚态电池具有以下特点:
1. 更高能量密度,据机构预期第一代凝聚态电池能量密度就可超过300Wh/ kg, 大于目前能量密度最高的麒麟电池(约250Wh/ kg);
2. 更强安全性能,固态、半固态电池受热温度要远远高于液态电池(仅160度);
3. 相较于半固态,凝聚态的电解液有黏附性,但是没有流淌性,稳定性更好,导电性更优。
据悉,凝聚态电池仍处于实验研发阶段,预计到2024-2025年实现量产。