國泰華榮余林頗：廣泛布局全固態(tài)聚合物/無機陶瓷及半固態(tài)電解質(zhì)
【電池中國網(wǎng)11月21日 上海訊】11月18日-20日，第九屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2024)在中國上海舉行。峰會以“向新·融合——開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)合作新時代”為主題，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合電池中國網(wǎng)共同主辦，廣東利元亨智能裝備股份有限公司總冠名。
在19日上午舉行的“臻鋰新材專場：電池材料迭代與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”主題論壇上，張家港市國泰華榮化工新材料有限公司研發(fā)副經(jīng)理余林頗，作主題為《固態(tài)/半固態(tài)鋰離子電池的安全性能探索》的演講。
據(jù)介紹，國泰華榮主要針對鋰電池開發(fā)電解液產(chǎn)品，具有20多年的研發(fā)經(jīng)驗。國泰華榮在中國的張家港擁有總部基地，在福建寧德、浙江衢州、四川自貢等多地布局有電解液生產(chǎn)基地。在海外市場，國泰華榮的生產(chǎn)基地和銷售網(wǎng)絡(luò)分布在歐洲、東南亞以及美洲市場。
行業(yè)研發(fā)固態(tài)電池主要是為了解決鋰電池本身的安全焦慮問題。眾所周知，傳統(tǒng)電解液里面易燃溶劑比較多，熱失控后鏈式反應(yīng)會放出大量的氣體和熱量。余林頗介紹，國泰華榮在全固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無機陶瓷電解質(zhì)、半固態(tài)電解質(zhì)方面投入了不少研究。
“我們前期在實驗室里做簡單的安全測試，像切割、彎曲、針刺等，我們做的固態(tài)小電池安全性能特別好，能真正解決接觸性的相關(guān)問題。”余林頗表示。
在全固態(tài)電解質(zhì)方面，余林頗介紹了國泰華榮與合作單位的研發(fā)成果。聚合物電解質(zhì)膜的柔性特別好，而且鋰離子遷移數(shù)也比較高，離子電導(dǎo)在室溫下也能達到1毫希以上。無機陶瓷電解質(zhì)離子電導(dǎo)比聚合物稍微低一點，約0.65毫希，“主要是在表面進行氧化物包覆，通過鋰硅氧材料包覆，可以顯著提高空氣的穩(wěn)定性”。
在半固態(tài)電解質(zhì)方面，國泰華榮主要是做原位聚合方面的工作，它的主要優(yōu)勢可以兼容現(xiàn)有電池的制造工藝，同時可以優(yōu)化實現(xiàn)對SEI膜等形成保護。另外，國泰華榮發(fā)現(xiàn)原位聚合的電芯對硅負極的提升效果比較顯著，這和整個電芯在原位聚合過程中體積變化或者其它原因相關(guān)，使材料的界面接觸能夠達到改善。
“我們針對原位聚合后，出于對原有添加劑含量多少的考量，我們發(fā)現(xiàn)雖然在原位聚合添加的單體基本上全部都反應(yīng)掉了，一部分的添加劑會優(yōu)先發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)實際上會提升電芯的高溫性能。”余林頗解釋。
固態(tài)電池進行商業(yè)化應(yīng)用理想的狀態(tài)，是產(chǎn)品最終在安全性、能量密度、循環(huán)性、倍率等方面性能都要優(yōu)異，最終成為大眾認可的“六邊形戰(zhàn)士”。
不過就現(xiàn)有的情況而言，余林頗指出，無論是半固態(tài)還是全固態(tài)電池，可能在某些方面性能確實有比較好的提升，但是在業(yè)界在意的一些常規(guī)電池其他性能方面，某些性能出現(xiàn)顯著的下降，所以仍需要業(yè)內(nèi)共同努力。
“無論固態(tài)還是半固態(tài)電池，研發(fā)初衷都是為解決安全性問題，并在保證真正安全的前提下提升各方面的性能，最終提供滿足市場需求的產(chǎn)品。”余林頗總結(jié)道。
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