基于硫化物電解質(zhì)體系的全固態(tài)電池開發(fā)實踐劉張波博士2●中汽創(chuàng)智科技有限公司(CAIC)成立于2020年6月，由一汽、東風、兵裝、長安汽車以及南京江寧經(jīng)開科技聯(lián)合設(shè)立●公中定位于智能底盤、新能動力、智能網(wǎng)聯(lián)等三大核心領(lǐng)域的前瞻、共性、平臺技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化中國一汽東風公司兵器裝備團長安汽車南京江寧經(jīng)開科技中汽創(chuàng)智科技有限公司2022年度南京市獨角獸企業(yè)34■技術(shù)品牌及業(yè)務(wù)布局智能底盤(擎磐)智能底盤(擎磐)■智能制動：BC、IBC+RBU■智能轉(zhuǎn)向：RISS(R-EPS、RPK)新能動力(擎勢)蟻極板蟻極板■氫燃料動力：雙極板、膜電極、催化劑、氣體擴散層全固態(tài)電池：全固態(tài)電池材料、工藝裝備、電芯智能網(wǎng)聯(lián)(擎臻)用車用操作系統(tǒng)：CAP、CP、MOS、虛以化人車路云聚合平臺：感知算法、5通信終端、高精度傳感器、數(shù)字地圖■智能座艙芯片：國產(chǎn)芯片標準/大算力型平臺、點技術(shù)■信息安全：信息安全產(chǎn)品、咨詢服務(wù)5●全力推進使用硫化物電解質(zhì)的全固態(tài)動力電池開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化●重點聚焦于全固態(tài)電池電芯展級開發(fā)；電池包開發(fā)及整車塔載由三家股東方牽頭開展，CAIC提供技術(shù)支持針對全固態(tài)電池電芯開發(fā)，將從核心材料、關(guān)鍵工藝和專用非標裝備等三個維度協(xié)同開發(fā)硫化物電解質(zhì)包覆正極氧化物固體解質(zhì)非標裝備IC中亢創(chuàng)智IC中亢創(chuàng)智●研發(fā)平臺：一期研發(fā)實驗室已投態(tài)使用(~500m2),二期研發(fā)實驗室預計在2023年下半年建成并狻弟(~800m2)●專相裝備：已完成8類專用非標裝備的自主設(shè)計，其中3項總完成樣機開發(fā)并投用核心能力：建立30余項企業(yè)標準，并參與制定2項團體標準和1項國家標準●知識產(chǎn)權(quán)：截至目前，共受理圖示創(chuàng)智”汽·硫化物固體電解質(zhì)公斤級/批次制·硫化鋰公斤級/批次制備x 全固態(tài)軟包電芯試制平臺·超薄固體電解質(zhì)成膜電芯一體化成型·材料微觀形貌評測·材料及電芯電化學評測原理電池制備區(qū)7●掌握兩獎氧化物電解質(zhì)的批量制備技術(shù)，并做到性能卓越、粒徑可控，可●掌握兩類硫化物固體電解質(zhì)的批量制備技術(shù)，綜合0具備固態(tài)電池專用硫化鋰的自主開發(fā)能力，成本相比市售降低~70%,促進全固態(tài)電池的低成本化三元硫化物電解質(zhì)二元硫化物電解質(zhì)實物圖應(yīng)用場景半固態(tài)電池-隔膜半固態(tài)電池-隔膜半固態(tài)電池-負極室溫離子電導率/微納化后D50其他優(yōu)勢溶劑適用性強對金屬鋰穩(wěn)定對金屬鋰穩(wěn)定當前制備能力~10公斤/周~2公斤/周~2公斤/周~500g/周~1公斤/周●掌握規(guī)?；苽浼夹g(shù)，目前實驗室產(chǎn)能~10kg/周，室溫離子電導率可穩(wěn)定在0.7mS/cm以上●掌握微納化處理技術(shù)，粒徑尺寸可控，且烘干后的粉體不存在硬團聚情況粒穿布圖形粒穿布圖形XX00■LLZO開發(fā)進展裝樣入爐煅燒粉碎粉碎LPSC電解質(zhì)粉體SEM及EDS較0LPSC電解質(zhì)電導率批次穩(wěn)定性00LPSC于-45℃露點暴露24h前/后的EIS圖室溫離子電導率分別達到~1.1和~0.5mS/cm●進一步實現(xiàn)LPS728l的制備，室溫離子電導率可達~2.0mS/cm,表現(xiàn)出對金屬鋰卓越的穩(wěn)定性各類二元硫化物電解質(zhì)的XRD圖200010002000各類二元硫化物電解質(zhì)的EIS圖2Li/LPS314/Li對稱電池的溶出-沉積曲線卡Li/LPS728I/Li對稱電池的溶出-沉積曲線ABCD成LPS成LPSC的效果襯比1不同渠道硫化鋰合■硫化物系全固態(tài)電池開發(fā)的基本流程產(chǎn)法制備硫化鋰√產(chǎn)物純度高，成本低②電解質(zhì)材料制備③電解際材料后處理細高離子電導保持率細電解質(zhì)粉體微納化高離子電導率保持率可批量生產(chǎn)④√干法電極技術(shù)√高克容量發(fā)揮√濕法涂覆)V√干法工三技術(shù)√厚度20μm負極極片制備5√干法電極技術(shù)√高克容量發(fā)揮IC中亢創(chuàng)智IC中亢創(chuàng)智●完成LPSC微納化工藝探索，使用酯類溶劑微納化后LPSC粉體粒徑D?o<1μm、D?o<4μm,滿足電解質(zhì)制膜要求●經(jīng)微納化處理后，LPSC室漏離子電導率會降低至~2.2mScm父編號處理前能類溶劑Z'·cm(Ω·cm)IC中亢創(chuàng)智IC中亢創(chuàng)智■微納化后FSC退火工藝4處理條件離子電導率未處理12.26公0o0Temperature(℃)IC中亢創(chuàng)智IC中亢創(chuàng)智A0濕法涂布制備電解質(zhì)膜1600十0干法工藝制備電解質(zhì)膜●使用濕法/干法工藝，均可實現(xiàn)正極面容量>5mAh/cm2,高鎳正極比容量>195mAh/g4.5十濕法涂布正極極片半電池充放電曲線濕法涂布正極極片4.5十干法工藝正極極片半電池充放電曲線干法工藝正極極片●使用濕法/干法工藝，也可實現(xiàn)負極面容量>5mAh/cm2,硅碳負極比容量~620mAh/g25十25十濕法涂布負極極片半電池充放電曲線干法工藝負極極片半電池充放電曲線濕法涂而負極極片干法工藝負極極長濕法涂而負極極片■全固態(tài)軟包