靖佳皇后有朋友来信说不同意文章所述:这里对同行的朋友要说的是观点不同很正常,所谓是龙生九子而不同;最后的结果才是我们需要去关注。对于中大型企业尤其的大型企业,技术方向错了可能是整个公司的动荡。
罗马不是一天建成的,对于固态电池我们的判断是——固态电池量产路线应该是由固态离子电------固态锂金属电池 共两步来达成,250wh/kg是第一阶段固态电池能大规模量产实现的能量密度指标
随着新能源汽车的普及,消费者对于车辆续航、耗电的需求增加的同时,电池技术也在向多元化转变。过去提升锂电池体系整体能量密度的研发方向集中在正极材料的攻关,随着NCM、NCA等正极材料普及应用,正极材料的能量密度有了长足的提升。动力电池企业开始将目光投向负极材料的研发领域,高能量密度负极材料(硅碳,硅氧)随之成为企业追逐的新热点。这对应也就是固态电池的演变之路;在此首先我们提出五个问题、一起来探索固态电池的量产之路:
在技术升级、全球货运、石油产出剧烈变化的今天,能源与安全已经成为制约生活的权重因素;对应在能源存储上传统液态电池已经陷入发展瓶颈,往上再提升的难度越来越大;同时 在新能源电动汽车厂商的推动下,更高续航历程、能量密度、安全性能的电池包急待导入市场;也就引入本篇的主体“固态电池”
——顾名思义就是以固体材料来代替现有锂离子电池中使用的液体成分。简单来说,固态电池有三大优点:电池不会漏液,当损坏、被穿刺时不会产生爆炸或着火,所以高安全性就是第一个也是最大的优势。二是高能量密度,业界认为,固态电池的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流与提升电池容量,使能量密度能提升到 400Wh/kg 以上,优于一般的锂电池。
按技术路线划分目前有氧化物电解质、聚合物电解质、硫化物电解质三种类型;其中欧美企业偏好氧化物与聚合物体系、日韩企业则更多致力于解决硫化物体系,而国内企业目前还未表现出明显技术倾向;如其中几家企业走的是硫化物电解质路线、GF锂电、QT新能源、HN科技则是氧化物电解质路线。
在当前阶段从安全的角度我们首先暂时排除固态聚合物体系不能选;从成本的角度硫化物体系也不能选。那氧化物是目前最折衷的一种方案。固态电池普及一大拦路虎就是从实验室走进量产线、从小批量实验室制作变成大规模工业化生产;在此我们以硅碳负极量产模式为主线来探讨固态电池量产的第一步——粉料制备:
1、行星箱及高速分散轴承座不锈钢制造、全封闭、线、探头随行星箱公转运动,数显表的温度与浆料实际温度误差在1℃以内(测量桶壁);
3、搅拌桨为精铸后加工中心加工,螺旋线一致前提下保证桨与桨,桨与桶壁的精度;
4、搅拌桨的横截面为六边形,搅拌桨在运动时可使物料起到捏合的作用;高速分散轴上的分散盘,在公转的同时呈反时针方向运动使物料迅速分散及混合
5、低噪音精密组装,零部件配合度高磨损度小;满负载运行下,1米外噪音<75 dbA
6、高密封轴密封设计耐压力线、低间隙桨与桨、桨与桶壁、桨与桶底之间间隙低;
9、易清洗表面抛光度不低于Ra0.32;分散、搅拌采用快拆式结构,极易清洗。
1、混合时间长、需要将大量的时间消耗在原料的初混过程2、浆料制备困难,一次加料过多时容易出现合缸困难合不上异常
6、目前伴随一些厂家在追求更大容量、更快充电速率的背景下浆料配方已极大变更;对应在实际生产现场已经出现双行星搅拌机搅拌困难(行星机构卡死)、内外层粘度不一致且出现分层等异常。
1、定量送料——支持硅碳负极的定量定时定位送料2、高效混料——在单位空间内高频率混合
在电镜级别的观察下,可以将传统负极与硅碳负极混合效果做对比发现螺杆式搅拌拥有较好的效果;
小结:全固态电池已经在向我们走来,并不是宣传的遥不可及;实现的方式也可能从半固态(隔膜原位固化)过度到固态;需求下已经催生出巨大的市场空间、对于电池厂商与设备厂商都是一次重新竞技的机会;要踏出从实验室到量产的第一步是解决备料搅拌技术(凝胶、隔离、存储三合一)。诚然从水泥、饲料行业过度而来的螺杆式搅拌技术还要很多问题等待去解决,但以目前视角这些问题大部分为需求不足未投入去改造(属于可定量改善问题点);相信在市场需求、行业竞争、安全推动下已经有不少设备厂家在布局相应设备量产化技术
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