摘要:
能量密度
(1)400Wh/kg以上,較液態提升50%+,超1000公里續航
第三代海綿硅負極技術
(1)實現超高容量硅負極材料應用,大幅提升循環壽命
快離子導體包覆技術
(1)負極可逆容量達1500mAh/g,為現有石墨負極4倍
(2)循環穩定性提升135%,膨脹率下降30%
高面容量固態正極技術
(1)材料:正極材料容量發揮達220mAh/g以上
(2)極片:85%高活性物質占比,導鋰能力不遜于液態電解液
(3)制備工藝:實現250微米以上超厚固態正極極片無溶劑化制備
安全性
(1)200度熱相實現,200度幾乎無熱收縮
制造技術及量產
(1)設備投資可減少15%,廠房面積降低40%,綜合制造成本有望降低35%以上
(2)26年完成全固態電池開發,首先搭載于昊鉑車型
正文:
動力電池是新能源,汽車的核心部件,其性能與用戶的駕乘體驗息息相關。廣汽集團始終聚焦動力電池技術的創新,先后發布了海綿硅負極片電池,超倍速電池,微晶超能鐵鋰電池及彈匣電池系統集成安全技術等多項原創電池科技,持續解決新能源汽車痛點,助力行業高質量可持續發展。當前使用液態電解質的傳統動力電池在性能上仍然存在局限性,尤其是高能量密度和高安全性難以兼顧,高低溫性能還不能滿足極限工況的使用需求。
目前市場上搭載的固態電池多是半固態電池,仍然需要加入傳統的液態電解質,與當前常規液態鋰離子電池并無本質的差異。全固態電池作為顛覆性電池新技術,有望打破當前動力電池的技術局限。全固態電池可以在實現超高能量密度的同時,大幅改善電芯的本征安全性,同時實現更寬的使用溫域,因此全固態電池已成為全球動力電池領域競爭的技術高地。但全固態電池開發難度巨大,需要在高性能、全固態電解質及正負極材料,創新極片及電芯設計,高速連續化制造工藝及裝備,以及系統集成設計等領域開展技術攻關,堪稱動力電池領域的珠穆朗瑪峰。
秉承科技廣汽的理念,廣汽集團迎難而上,領先布局全固態電池技術開發。目前我們已經實現全固態電池在能量密度、安全性和制造技術上的階段性突破。
憑借第三代海綿硅負極技術和高面容量固態正極技術,我們實現了全固態電池能量密度達到400Wh/kg以上,較當前量產的液態鋰離子電池體積能量密度提升52%以上,質量能量密度提升50%以上,可輕松實現超1000公里續航。
第三代海綿硅負極技術,實現了新型結構——超高容量硅負極材料在全固態電池中的應用。我們通過活性納米硅的非晶化,保證了活性硅在充放電過程中的結構穩定性和快充能力,引入高強三D多孔支撐體,抑制了循環過程中硅材料的膨脹收縮,保證了負極顆粒的整體穩定性,大幅提升循環壽命。
快離子導體包覆技術,實現了負極顆粒與固態電解質之間的良好接觸,保障了鋰離子可以高效的嵌入、脫出。通過上述技術的引入,負極可逆容量達到了1500mAh/g,為現有石墨負極的4倍,較常規的硅負極材料膨脹率下降了30%,循環穩定性提升135%。
高面容量固態正極技術,實現了正極材料、極片設計以及制造工藝的三重突破。在材料層級,通過正極材料,表面包覆快離子導體,構建穩定的高通量離子傳輸界面,使正極材料在全固態電池中有較高的容量發揮,可以達到220mAh/g以上;在極片層級,我們通過極片微觀結構的設計,構建出離子傳輸的高速公路,在85%的高活性物質占比下,使固態極片擁有不遜于傳統液態電解液的導鋰能力;在制備工藝上,我們攻克了干法正極高效制備的難題,實現了250微米以上的超厚固態正極極片的無溶劑化制備。在三種技術的協同下,全固態正極達到了5mAh/cm^2以上的高面容量,使全固態電池具有更高的能量密度。