固態電池因兼具高能量密度與本質安全特性,被視為突破鋰電技術瓶頸的未來路徑。然而受制于正負極材料研發、固固界面接觸、量產工藝及成本等問題,產業化及商業落地進程始終受阻。
6 月 27 日,純鋰新能源發布第一代全固態電池產品,并啟動 " 北京亦莊兩輪電動車換電工程示范項目 ",公布了其在固態電池量產、應用落地等方面的進展。
" 我們第一代純鋰新能源全固態電池產品具備了真安全、成本可控、更環保、長壽命等特點。" 純鋰新能源 CEO 楊帆在發布會現場介紹道,其中,純鋰新能源電動自行車固態電池在全固態前提下,能做到額定容量 30Ah、續航超過 80km、循環壽命大于 2000 次,同時通過高溫過充、針刺、剪切不起火不爆炸等安全性測試。
純鋰新能源于 2022 年成立,主要從事全固態儲能電池的研發和生產。2023 年 4 月在北京亦莊建成小試線,量產 10Ah 全固態電芯;2023 年 5 月在河南蘭考縣國電投新能源產業園啟動建設 500MWh 規模量產線;2024 年 10 月實現 50Ah 全固態電芯量產。
據介紹,純鋰新能源選擇聚合物固態電池路線,通過有機無機融合的固態電解質材料創新,和超臨界包覆的固固界面工藝,解決了全固態電池的量產難題。
在材料端,純鋰新能源自主研發的有機無機融合電解質材料,解決傳統聚合物材料的短板,在耐高壓、機械加工強度、使用溫度條件上都有明顯提高。同時,該電解質材料可適配現有液態電池的正負極材料、生產工藝和設備體系,從而實現全固態電池成本的降低,成為量產和商業化的重要條件。據悉,純鋰新能源第一代量產產品采用的就是磷酸鐵鋰——石墨體系。
在工藝端,傳統液態電池是固液接觸,以浸潤形式充分貼合,界面抗阻低、鋰離子傳輸效率高。固態電池電解質與界面是直接的固體接觸,很難充分貼合,從而導致界面接觸阻抗高、鋰離子通道減少和應力堆積問題顯現。純鋰新能源有機聚合物材料具有柔性,在界面問題上具有優勢。在此基礎上,純鋰新能源研發超臨界包覆技術,利用虹吸效應,讓固態電解質可以深入到正負極材料的顆粒縫隙內部,與正負極材料充分接觸,為鋰離子建立了良好的通路。
目前來看,純鋰新能源第一代全固態電池倍率性能尚無法和液態電池相當,同時存在電芯需加熱至 40 ℃以上才能工作等限制,但在儲能和低速動力等低倍率場景,性能達到使用要求,具備進入市場的能力。純鋰新能源第一代產品主要面向儲能和兩輪電瓶車、AGV 等低速動力市場。
本次發布會中啟動的 " 北京亦莊兩輪電動車換電工程示范項目 " 將開展全固態電池在商超配送電動自行車換電領域的試點應用創新,選擇封閉的商超配送場景作為試點,投入 1500 個全固態電池、1000 臺合規車輛、100 個安全換電柜體、1 個試點數據采集管理及運營平臺。
商超配送場景有大量日常配送需求,項目將為駐店配送騎手提供 " 合規整車、固態電池、安全換電、監管平臺 " 的系統解決方案,6 月在北京亦莊大族廣場和龍湖天街兩處大型商超附近開始運行,試點周期為 1 年整,試點運行 3 個月后,將對換電效率、電池續航能力、充電安全性等效果進行全面評估。