固态电池课件.pptx

1.高能量密度电池300-600Wh/kg

600-1200Wh/L

1000-10000cycles1-6Cchargingrate-40-80C

可再生能源接入、智能电网(10TWh)

航空航天

国家安全(海陆空天)

2.快充和高功率电池

3.低成本超长寿命电池

4.极端环境工作电池

PengJ,ZuC,LiH.EnergyStorageScienceandTechnology,2013,2(1),55-622

各类先进电池支撑各领域技术进步

可穿戴与医疗电子设备智能制造工业装备与电动工具

交通运输(10TWh)

消费电子(30GWh)

钴酸锂正极

三元正极人造石墨负极纳米硅碳负极高镍三元正极磷酸铁锂正极锰酸锂正极人造石墨负极

纳米硅碳负极

中镍三元正极

磷酸铁锂正极

尖晶石锰酸锂正极人造石墨负极

纳米硅碳负极钛酸锂负极低镍三元正极磷酸铁锂正极

人造石墨负极钛酸锂负极

电池辅助材料

功能电解液陶瓷涂层隔膜

导电添加剂

粘接剂

功能添加剂

Cu箔

Al箔

铝塑膜、铝壳、钢壳导热带

240-600Wh/kg

600-1000km续航

1-2C

800-1500次

200-300Wh/kg

500-600km续航

4-6C

10000次；20年0.6元Wh

600-1000Wh/L

1.5-6C

NCM→333,424,523,613,71515,811,Ni90,Ni92,Ni95,Ni98

220-230mAh/g

LMO→ImprovedLMO,LNMO,Li-rich

115-330mAh/g

LFP→LFMP

150-160mAh/g

LCO→4.6VLCO

190-230mAh/g

C→AG,Hardcarbon,LTO,TNO

150-400mAh/g

Si→nano-Si/C,C@SiOx,μm-Si,prelithiation

450-3500mAh/g

Li→Li@C,Li-alloythinfilm

1500-3500mAh/g

1MLiPF₆,EC-DEC→LiFSI,LiTFSI,LIDFOB,SEI/CEIadditive→hybridsolid/liquid,all-solidelectrolyte

Al₂O₃/PE,CB,Cu/Al→LATP/PE/LATP,SWNT/graphene,MPCC,largecellformat

充电至高电压

构造低体积膨胀负极稳定SEI/CEI界面

优化电子离子输运特性阻止持续副反应

固态化

极致制造极简制造

主要思路

4

寻找固态电池解决方案

液态电解质体系较难解决

食

Runaway

Thermal

300

100

5

1.可充电到高电压

2.不易析氧

3.负极可含锂

4.不和锂持续副反应

5.不易热失控

6.不易腐蚀界面

7.不易漏液

8.不易胀气

9.高温稳定性好

10.电极压实密度大11.支持内串

6

固态电池商业化应用的价值：解决高能量高功率电池的挑战

3.

4.

5.

6.

电芯能量密度高

模组集成效率高

允许更高充放电倍率允许高温运行

7.支持绝热/自加热热管理

8.方便植入多元传感器

9.超长循环寿命无跳水

12.免除化成和老化工艺

13.更方便支持预锂化

14.更高生产效率

主要问题：

全寿命周期固/固接触差低温界面电阻较高

Cathode:

NCM,LCO,LFP

Anode:

C,Si,Li

1.电芯本质安全

2.电芯容量大尺寸大

更低杂质敏感度

更方便支持干法电极

Solid

Electrolyte

LPSC

LATP

LLZO

全固态锂电池

1978,Armand

Insulation(

layeravtrod

Anodelayer

10.11.

+

一

日本锂电研发项目：SOLiD-EV

EnergydensityEnergydensity

450Wh/L800Wh/L

1stgen.cell

Nextgen.cell

(Af