基于硫化物電解質(zhì)體系的全固態(tài)電池開(kāi)發(fā)實(shí)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(fēng)、兵裝、長(zhǎng)安汽車以及南京江寧經(jīng)開(kāi)科技聯(lián)合設(shè)立●公中定位于智能底盤(pán)、新能動(dòng)力、智能網(wǎng)聯(lián)等三大核心領(lǐng)域的前瞻、共性、平臺(tái)技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化中國(guó)一汽東風(fēng)公司兵器裝備團(tuán)長(zhǎng)安汽車南京江寧經(jīng)開(kāi)科技中汽創(chuàng)智科技有限公司2022年度南京市獨(dú)角獸企業(yè)34■技術(shù)品牌及業(yè)務(wù)布局智能底盤(pán)(擎磐)智能底盤(pán)(擎磐)■智能制動(dòng)：BC、IBC+RBU■智能轉(zhuǎn)向：RISS(R-EPS、RPK)新能動(dòng)力(擎勢(shì))蟻極板蟻極板■氫燃料動(dòng)力：雙極板、膜電極、催化劑、氣體擴(kuò)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(tái)：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(guó)產(chǎn)芯片標(biāo)準(zhǔn)/大算力型平臺(tái)、點(diǎn)技術(shù)■信息安全：信息安全產(chǎn)品、咨詢服務(wù)5●全力推進(jìn)使用硫化物電解質(zhì)的全固態(tài)動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化●重點(diǎn)聚焦于全固態(tài)電池電芯展級(jí)開(kāi)發(fā)；電池包開(kāi)發(fā)及整車塔載由三家股東方牽頭開(kāi)展，CAIC提供技術(shù)支持針對(duì)全固態(tài)電池電芯開(kāi)發(fā)，將從核心材料、關(guān)鍵工藝和專用非標(biāo)裝備等三個(gè)維度協(xié)同開(kāi)發(fā)硫化物電解質(zhì)包覆正極氧化物固體解質(zhì)非標(biāo)裝備IC中亢創(chuàng)智IC中亢創(chuàng)智●研發(fā)平臺(tái)：一期研發(fā)實(shí)驗(yàn)室已投態(tài)使用(~500m2),二期研發(fā)實(shí)驗(yàn)室預(yù)計(jì)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(biāo)裝備的自主設(shè)計(jì)，其中3項(xiàng)總完成樣機(jī)開(kāi)發(fā)并投用核心能力：建立30余項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并參與制定2項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)●知識(shí)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(jí)/批次制·硫化鋰公斤級(jí)/批次制備x 全固態(tài)軟包電芯試制平臺(tái)·超薄固體電解質(zhì)成膜電芯一體化成型·材料微觀形貌評(píng)測(cè)·材料及電芯電化學(xué)評(píng)測(cè)原理電池制備區(qū)7●掌握兩獎(jiǎng)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(kāi)發(fā)能力，成本相比市售降低~70%,促進(jìn)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(shí)物圖應(yīng)用場(chǎng)景半固態(tài)電池-隔膜半固態(tài)電池-隔膜半固態(tài)電池-負(fù)極室溫離子電導(dǎo)率/微納化后D50其他優(yōu)勢(shì)溶劑適用性強(qiáng)對(duì)金屬鋰穩(wěn)定對(duì)金屬鋰穩(wěn)定當(dāng)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(shí)驗(yàn)室產(chǎn)能~10kg/周，室溫離子電導(dǎo)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(tuán)聚情況粒穿布圖形粒穿布圖形XX00■LLZO開(kāi)發(fā)進(jìn)展裝樣入爐煅燒粉碎粉碎L(zhǎng)PSC電解質(zhì)粉體SEM及EDS較0LPSC電解質(zhì)電導(dǎo)率批次穩(wěn)定性00LPSC于-45℃露點(diǎn)暴露24h前/后的EIS圖室溫離子電導(dǎo)率分別達(dá)到~1.1和~0.5mS/cm●進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)LPS728l的制備，室溫離子電導(dǎo)率可達(dá)~2.0mS/cm,表現(xiàn)出對(duì)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(duì)稱電池的溶出-沉積曲線卡Li/LPS728I/Li對(duì)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(kāi)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(xì)高離子電導(dǎo)保持率細(xì)電解質(zhì)粉體微納化高離子電導(dǎo)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(fù)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(dǎo)率會(huì)降低至~2.2mScm父編號(hào)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?xiàng)l件離子電導(dǎo)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(shí)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(shí)現(xiàn)負(fù)極面容量>5mAh/cm2,硅碳負(fù)極比容量~620mAh/g25十25十濕法涂布負(fù)極極片半電池充放電曲線干法工藝負(fù)極極片半電池充放電曲線濕法涂而負(fù)極極片干法工藝負(fù)極極長(zhǎng)濕法涂而負(fù)極極片■全固態(tài)軟包