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面向2025年之后的电动汽车动力电池选择,要实现400wh/kg以上的能量密度,就要考虑以金属锂为负极的锂金属Li-Metal电池。
锂金属电池的研究最早可追溯到上世纪60年代,但金属锂负极在液态电池中存在一系列技术问题,尤其是金属锂的不均匀沉积和溶解导致锂枝晶和孔洞的不均匀形成,从而引发安全问题。
作为最早瞄准固态金属电池的科技企业,麻省固能(SES)就一直致力于锂金属电池的开发和产业化。
8月26-27日,2020先进电池材料集群产业发展论坛在深圳机场凯悦酒店举行,此次会议由深圳先进电池材料产业集群主办,深圳市清新电源研究院、高工锂电、高工氢电联合承办。
下一代动力电池的产业化进展是此次论坛的重要探讨议题。麻省固能(SES)创始人胡启朝介绍SES在锂金属电池的开发路径和产业化布局。
胡启朝介绍,目前,SES已经在波士顿建立锂金属电池研发中试线,在上海嘉定建立了世界第一个锂金属电池生产展示中心。眼下,SES正在筹备的是,基于已经成熟的技术和工艺,通过规模化生产来备战2025年的“装车”。
针对行业难题,SES建立了一整套的解决方式,包括锂金属负极材料、高浓度锂盐电解质材料。同时,SES通过硬件(材料和电芯设计)和软件(锂金属电池管理系统)的结合,极大程度降低了锂枝晶导致的安全问题。
材料方面,SES拥有LiFSI盐和高浓度电解液在设计,生产和提纯的全球专利,特别是美国和欧洲市场。
在锂金属电芯和模组设计,生产和测试方面,SES有全球最大的锂金属电芯和模组生产线和数据库,并用其来训练建立人工智能安全预测电池管理系统,提高锂金属电池的安全和可预测性。
除了安全,SES还实现了锂金属电池的循环和快充问题,其400wh/kg、1000wh/L以上的锂金属电芯能够通过针刺,高温等安全测试,循环500次以上,并达到12分钟10%到80%的快充。
在产业化的实现上,结合隔膜,正极,锂金属和、高浓度锂盐电解质材料结合,SES形成了相对成熟的工艺,可以达到产业化的级别。
过去几年,SES也已经将锂金属电池逐步导入到无人机、卫星、航空、军用等领域,得到成熟的验证和应用,下一步,其正在为电动汽车和电动飞行汽车的导入做准备。
按照规划,SES预计2022年A样(100Ah以上),2023年B样,到2025年能实现量产SOP。最新的进展是,已经在和几家国际车企确定共同开发协议。
胡启朝表示,SES一方面要建立一套包括材料、电芯、模组及pack、BMS、回收在内的完整的生态系统。另一方面寻求全球合作伙伴,共同建立GWh级工厂,通过规模化生产来降低成本,以此推动锂金属电池的产业化应用。