重磅!能量密度提升超40%,国内首条锂金属电池生产线已落成!
发布时间:2021-11-02 10:56:00
关键词:锂电池

即将量产的锂金属电池较当前市场上最好的锂离子电池,能量密度提升40%+;


未来的锂金属电池支持电动汽车续航达到1200km+,


国内首条锂金属电池生产线已落成。


从1859年最初的铅酸电池,到后来的镍氢电池,再到上世纪90年代索尼推出第一代锂离子电池。电池技术的发展越来越快,而且朝着轻薄化、高容量的趋势发展。


时间来到2020年之后,以石墨为负极的传统锂离子电池的能量密度开始触及天花板,市场亟需新一代电池体系。全固态锂电池虽然是一个方向,但实现产业化需要很长的路要走。从电池结构角度提升容量很难有质的提升,还需从材料本身出发,开发新的材料体系。新一代电池体系-锂金属电池将是锂电池的终极方向。


“现有的锂离子电池能量密度触及天花板,续航时间和续航里程是行业永远的痛点。新一代锂金属电池能解决行业痛点,前景极其广阔?!苯鹩鹦履艿拇词既?、总经理黄杜斌博士指出。


什么是锂金属电池


锂金属电池也被市场称为金属锂电池,但是前者是专业的称谓。


要将当前的动力电池能量密度提升一个量级,锂金属电池已是公认的不二选择。


锂金属电池是将锂金属作为负极的一种电池技术路线,锂金属的容量为3860mAh/g,约为石墨的10倍,可与现有高容量正极体系搭配。


而高能量密度锂金属电池,以其材料本身的优势,超出常规锂电池40%以上的能量密度(可以轻松达到400wh/kg以上)。长续航的能力,可以应用在智能可穿戴领域、智能手表、无人机等。随着技术不断的成熟,锂金属电池也可以应用在新能源汽车、电动船舶、电动飞机等领域。


在通往锂金属电池的路上,目前主要采用两种路径。一种是从液态锂离子电池到固态锂电池(采用固态电解质,负极使用石墨或硅碳材料),再进一步到固态锂金属电池,另一种则是从液态锂离子电池到半固态锂金属电池,再进一步到固态锂金属电池。


金羽能源选择的是后者。


据黄杜斌博士介绍,金羽新能围绕高能量密度的锂金属电池量产,已形成一系列的技术、工艺及设备。


例如,金羽新能已成功研发低成本亲锂电解液、耐高压固态电解质膜、锂碳复合负极等技术,以及薄锂负极模切、叠片、封装、化成等工艺和设备。


“我们以新型电解液为核心,配套正负极材料选型优化,针对性设计模切、化成等工艺?!被贫疟蟛┦砍?。


“我们从正负极、隔膜、电解液等材料本身进行优化,从根本上提高电池的能量密度和安全性”,金羽新能CTO李爱军博士称。


据了解,金羽新能的锂金属电池,在核心技术上已形成一系列安全保障方案,包括应用原位固态电解质界面?;?、锂枝晶抑制工艺、柔性相变吸热阻燃膜材料等,令锂金属电池可通过穿刺、跌落、短路、过充、热滥用等严酷测试。


锂金属电池的进阶之路


以金羽新能目前的锂金属电池为例,其拥有五大优势:


安全性好:在极端情况下(挤压、跌落、热滥用)电池不起火不爆炸;


循环寿命长:100%DOD寿命超过400次;


能量密度高:重量能量密度高达>400Wh/kg,体积能量密度高达>850Wh/L;


超轻超簿:质量更轻、体积更??;


工作温度宽:-40℃至60℃稳定充放电。


以金羽新能已经推出或即将推出的产品,与现头部企业产品做对比,可获得更直观的感受。


在消费电子方面,金羽新能850mAh&3.85V的待量产产品,,可提升20%续航时间;900mAh&3.85V处B样阶段的产品,,可提升25%续航时间。


在动力电池方面,金羽新能高能量密度360Wh/Kg已完成B样的产品,可应用在无人机上,提高20%的续航;可将电动汽车续航里程提升至800公里;420Wh/Kg已完成A样的产品,可将电动汽车续航里程提升至1200公里。


此外,金羽新能持续开发面向特定设备需求的高能量密度电池,为型号研制、新型电池开发提供研发服务,多款产品已送相关单位试用。应用场景包括通讯、航天飞行器、长续航无人机、导航设备等。


从以上可看到,锂金属电池用于消费领域已处待量产阶段。锂金属动力电池则已经完成B样,下一步就是进入C样。


现在处于行业领先地位的金羽新能,第一代锂金属动力电池马上就将进入C样,说明支持续航至少达到1000公里的锂金属动力电池,即将来了!


关于金羽新能


据了解,金羽新能于2017年在北京成立研发中心,致力于新型电池的研发、生产、销售和技术服务,是工信部锂离子电池安全标准工作组成员、新型锂金属电池行业总规范的制定者,并对核心技术拥有完全独立的知识产权,相关技术处于行业领先地位。


金羽新能于2019年在两山理论发源地浙江安吉组建产业基地,其首条柔性生产线,覆盖消费电子领域电池量产到动力电池打样需求,将于2021年第4季度联调完成,设计年产能150MWh。


目前,金羽新能用于3C领域的电池在持续优化中,动力电池处于开发试产阶段;面向智能穿戴客户的电芯已交付多家客户测试,体积能量密度超过800Wh/L;面向无人机客户的电芯已完成测试,能量密度超过320Wh/Kg,支持最高5C瞬时放电;现客户包括消费电子行业巨头、无人机企业以及国内军工企业客户等。


研发方面,金羽新能拥有来自北京大学、哥伦比亚大学、斯坦福大学、中科院等电池研发工程师组成的超一流团队,每年投入大量的资金,建成材料、电芯生产和检测分析为一体的研发中心和生产基地。


从专利角度看,当前国内第一批次30余项专利已申请,9项已经授权;第二批次30项专利已布局。此外,已与WIPO合作,正在进行10项重要专利PCT申请。


发展规划方面,金羽新能2021年的目标是“建起来”:今年上半年筹建国内首条锂金属电池产线,并专业定制设备,当前锂金属电池生产线已落成,半年产值达到3000万元;


2022年的目标是“跑起来”:拿到重点客户的订单,在市场上得到充分验证,年底启动动力电池示范线的建立;


2023年的目标是“好起来”:扩大客户及订单,开始测试锂金属电池体系在动力方面的应用。


“电池的续航问题已经困扰用户很多年了,随着新能源汽车和物联网可穿戴领域的发展,如何从根本上提高电池的容量,从而解决电池的续航已经成为行业内最大的问题,尽管目前很多客户对于该体系的认知和理解还存在偏差,但趋势是改变不了的,未来2-3年内,锂金属电池体系必将会改变现在电池格局?!苯鹩鹦履芎匣锶思鍯MO刘威指出。


当前,由于金羽能源旗下的锂金属动力电池处于开发试产阶段,为更快地让锂金属动力电池量产装车,金羽能源有了融资计划。


引领金属锂电池的金羽新能,值得期待!


稿件来源: OFweek锂电网
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