固易能科技總經(jīng)理固易能概況l研發(fā)方向?半固態(tài)鋰電池及其關(guān)鍵材料能量密度?全固態(tài)鋰電池及其關(guān)鍵材料能量密度l研發(fā)平臺?合成實驗室?1~10Ah疊片軟包電芯實驗線（露點<-40℃)?全固態(tài)電池實驗室（露點<-50℃)?完善的分析檢測設(shè)備（依托研一研究院）?總經(jīng)理擁有20年以上的鋰離子電池和電解液的研發(fā)經(jīng)驗，以及作為上市公司高管的管理經(jīng)驗?多名博士領(lǐng)銜，擁有豐富的聚合物合成、硫化物電解質(zhì)合成、鋰離子電池開發(fā)、電池設(shè)備開發(fā)的經(jīng)驗全固態(tài)鋰電池半固態(tài)全固態(tài)鋰電池液態(tài)鋰離子液態(tài)鋰離子安全性高能量密度鋰電池走向半固態(tài)和全固態(tài)是必然趨勢研一新材料概況研一創(chuàng)新原則?創(chuàng)始人：岳敏（原貝特瑞總經(jīng)理）?成立日期：2019年1月3日?注冊地址：深圳龍華觀瀾銀星科技園?生產(chǎn)基地：深圳浙江四川安徽無錫I-ONEConfidential創(chuàng)新產(chǎn)品01.PAA類水性粘結(jié)劑替代傳統(tǒng)SBR，代表未來方向02.PI類粘結(jié)劑及添加劑非氟類，替代傳統(tǒng)PVDF03.電解液添加劑革新合成工藝，安全、高質(zhì)、高效創(chuàng)新添加劑，自主知識產(chǎn)權(quán)04.補鋰添加劑填補空白，顛覆者、開創(chuàng)者05.種子業(yè)務(wù)固態(tài)鋰電池材料發(fā)展固態(tài)電池的目的全固態(tài)全固態(tài)NCM(Ni≥8)能量密度能量密度液態(tài)NCM液態(tài)NCM(Ni≥8)Si-C半固態(tài)NCM(Ni≥8)Si-C能量密度液態(tài)NCM(Ni能量密度液態(tài)NCM(Ni≥8)Graphite安全性全固態(tài)NCM(Ni≥8)Si-C液態(tài)液態(tài)NCM(Ni≤6)Graphite液態(tài)Graphitel高能量密度動力電池是電動車長續(xù)航安全性是用戶的基本訴求，在現(xiàn)有化液態(tài)Graphitel固態(tài)電池是化解能量密度與安全性之間矛盾的終極方案。安全性固態(tài)電池的核心材料：固態(tài)電解質(zhì)聚合物固態(tài)電解質(zhì)聚合物固態(tài)電解質(zhì)氧化物固態(tài)電解質(zhì)氧化物固態(tài)電解質(zhì)難以加工硫化物固態(tài)電解質(zhì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)鹵化物固態(tài)電解質(zhì)鹵化物固態(tài)電解質(zhì)半固態(tài)電池中的固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)類型聚合物電解質(zhì)氧化物電解質(zhì)代表例丙烯酸酯類聚合物與電解液的相容性溶脹形成凝膠穩(wěn)定應(yīng)用方式l前驅(qū)體加入電解液中，注液后原位聚合形成凝膠電解質(zhì)（主流）l直接添加到正負極或隔膜中l(wèi)直接添加到正負極或隔膜中應(yīng)用原理l電解液凝膠化后可防止電解液泄露，抑制電解液揮發(fā)。l聚合物抑制活性物質(zhì)與電解液的放熱反應(yīng)。l包覆正極活性物質(zhì)，抑制活性物質(zhì)與電解液的放熱反應(yīng)。l涂敷在隔膜上，提高隔膜的耐熱性。優(yōu)勢l工藝較為簡單l不影響能量密度l改善高溫性能l改善低溫性能劣勢l降低倍率性能和低溫性能l工藝較為復(fù)雜l降低能量密度（密度大）半固態(tài)電池中聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用集流體正極隔膜負極集流體凝膠電解質(zhì)l開發(fā)方向包括原位聚合凝膠電解質(zhì)、正負極包覆的聚合物電解質(zhì)、正負極添加的聚合物電解質(zhì)。原位聚合凝膠電解質(zhì)開發(fā)思路l低粘度的低聚物單體加入電解液中，注液后可充分浸潤電極。l化成后再加熱使GM-I聚合形成凝膠，有利于化成氣體的排出。l聚合后無單體殘留影響電池性能。l引入功能性官能團改進電池性能。驗證結(jié)果lGM-I可顯著提高負極/電解液的放熱溫度。lGM-I可顯著提高高溫性能。原位聚合凝膠電解質(zhì)的應(yīng)用：Ni8/Gr組別電解液初期性能安全測試3Ah首放克容量mAh/g首效%內(nèi)阻mΩ熱箱℃Base195.785.886.9Base+GM-I195.585.637.7原位聚合凝膠電解質(zhì)的應(yīng)用：Ni9/Si-C組別電解液初期性能熱箱測試℃首放克容量mAh/g首效%內(nèi)阻mΩBaseBase+GM-I原位聚合凝膠電解質(zhì)的應(yīng)用：HV-LCO/Gr組別電解液初期性能熱箱測試℃組別電解液初期性能熱箱測試℃首放克容量mAh/g首效%內(nèi)阻mΩBaseBase+GM-I正極包覆聚合物電解質(zhì)開發(fā)思路l聚合物電解質(zhì)CP-I加入漿料中，干燥后包覆在正極活性物質(zhì)表面。lCP-I在電解液中輕度溶脹，具備一定的導(dǎo)離子能力。lCP-I能夠抑制電解液與正極之間的反應(yīng)。驗證結(jié)果l正極添加CP-I可顯著提高正極/電解液的放熱溫度。l正極添加CP-I可顯著提高循環(huán)性能。(oC)率組別正極聚合物電解質(zhì)初期性能安全測試3Ah首放克容量mAh/g首效%內(nèi)阻mΩ熱箱℃針刺Base195.785.886.93/3明火B(yǎng)ase+CP-I194.885.708.90/3明火MmABl添加阻燃劑或使用難燃溶劑使電解液難燃。驗證結(jié)果l阻燃電解液不能阻止電池起火。正極/電解液的DSC負極/電解液的DSC安全型電解液：添加劑℃℃%驗證結(jié)果lEA33可顯著提高正極/電解液的放熱溫度。lEA33可顯著提高循環(huán)性能。lEA33可改善高溫儲存性能。電解質(zhì)材料改善電池安全性的驗證以下是基于固易能在NCM811/Gr、Ni9/SiC-Gr或4.4VNCM613/Gr體系下的測試結(jié)果電解質(zhì)材料改善安全性的機理DSC測試熱箱測試針刺測試原位聚合凝膠單體GM-I抑制電極與電解液的副反應(yīng)顯著提高負極側(cè)的放熱溫度無明顯改善無明顯改善正極聚合物電解質(zhì)CP-I包覆正極活性物質(zhì)，抑制正極與電解液的反應(yīng)顯著提高正極側(cè)的放熱溫度明顯提高熱箱溫度小電芯有一定效果阻燃電解液電解液本身難燃或可自熄正極側(cè)放熱溫度有所提高無明顯改善無明顯改善電解液添加劑EA33形成更穩(wěn)定的CEI或SEI能夠顯著提高正極側(cè)的放熱溫度明顯提高熱箱溫度無明顯改善阻燃電解液不能阻止電池起火的機理分析正極正極/電解液熱失控后產(chǎn)生的氣體lT>200℃,相轉(zhuǎn)變&結(jié)構(gòu)坍塌導(dǎo)致三元正極釋氧負極/電解液熱失控后產(chǎn)生的氣體l負極活性Li同溶劑反應(yīng)生成可燃碳氫氣體l阻燃電解液不能阻止電池起火l高溫下有機溶劑會與負極反應(yīng)生成可燃性氣體l高溫下正極會釋放出氧氣l可燃性氣體在有氧條件下劇烈燃燒l改善安全性的可能途徑l提高熱失控溫度l減少熱失控的放熱量l阻止正負極之間的氣體串?dāng)_半固態(tài)電池面臨的問題和發(fā)展方向?qū)嶋H量產(chǎn)的半固態(tài)電池為了保證電化學(xué)性能，電解液的占比仍較高，實際量產(chǎn)的半固態(tài)電池為了保證電化學(xué)性能，電解液的占比仍較高，難以實現(xiàn)安全性上的跨越式提高。半固態(tài)電池面臨的問題半固態(tài)電池的概念存在一定的模糊性，難以判斷固態(tài)電解質(zhì)的使用情況和實際效果。半固態(tài)電池面臨的問題半固態(tài)電池的技術(shù)路線未定型，未得到頭部電池廠的認可。發(fā)展方向l開發(fā)更高性能的聚合物電解質(zhì)和氧化物電解質(zhì)，提高半固態(tài)電池的電化學(xué)性能和安全性。l從改善電池安全性的機理出發(fā)，設(shè)計具有特定功能的電解質(zhì)材料。全固態(tài)電池中的固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)類型硫化物電解質(zhì)鹵化物電解質(zhì)代表物質(zhì)應(yīng)用方式l濕法或干法制備極片及電解質(zhì)隔膜l濕法或干法制備正極片應(yīng)用原理l制作成電解質(zhì)膜用作隔膜l添加在電極中用于形成離子導(dǎo)電通道l耐氧化性好，可適配高電壓正極優(yōu)勢l可以冷壓形變，形成較好的界面l電導(dǎo)率較高l成本較低l可以冷壓形變，形成較好的界面劣勢l化學(xué)穩(wěn)定性差l耐氧化性差，高電壓正極需要進行包覆處理l成本較高l化學(xué)穩(wěn)定性差全固態(tài)電池面臨的問題性能問題安全問題電解質(zhì)與電極之間的放熱反應(yīng)（見下一頁）成本問題電池包加壓問題全固態(tài)電池的安全性活性物質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)反應(yīng)溫度或熱失控溫度(℃)數(shù)據(jù)來源l硫化物電解質(zhì)與NCM或Li金屬會發(fā)生放熱反應(yīng)l全固態(tài)電池并非絕對安全，需選擇合適的固態(tài)電解質(zhì)才能獲得更高安全性全固態(tài)電池材料的開發(fā)集流體正極隔膜負極集流體m中聚合物電解質(zhì)m中粘結(jié)劑m中l(wèi)開發(fā)方向包括硫化物電解質(zhì)、鹵化物電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)和粘結(jié)劑。硫化物電解質(zhì)l硫化鋰LS-1全固態(tài)電池測試2l硫化物固態(tài)電解質(zhì)LPSCl自產(chǎn)LPSC及其原料硫化鋰，成本低。l采用自產(chǎn)原料制備了極片和電解質(zhì)膜，組裝了單片軟包電池，可正常充放電和循環(huán)。鹵化物電解質(zhì)優(yōu)勢開發(fā)現(xiàn)狀應(yīng)用開發(fā)現(xiàn)狀方向聚合物電解質(zhì)開發(fā)思路l氧化電位高，能夠適配三元正極l具有一定流動性，與硫化物電解質(zhì)或鹵化物電解質(zhì)復(fù)合使用時可提高空氣穩(wěn)定性，并可填充孔隙，改善界面。驗證結(jié)果l與PE-I復(fù)合可一定程度提高硫化物電解質(zhì)的空氣穩(wěn)定性。l正極中適當(dāng)添加PE-I可減小極化，提高充放電容量。溶劑-粘結(jié)劑體系溶劑l硫化物電解質(zhì)和鹵化物電解質(zhì)與強極性溶劑不相容l對于硫化物電解質(zhì)或鹵化物電解質(zhì)穩(wěn)定性較好的溶劑：烷烴類、苯類、含苯環(huán)或長烷基鏈的醚類和酯類等粘結(jié)劑對離子電導(dǎo)率的影響小l現(xiàn)狀：聚烯烴類粘結(jié)劑對離子電導(dǎo)率的影響較大，lSEA-201201l聚烯烴類粘結(jié)劑，溶于非極性有機溶劑lSEA-201201l聚烯烴類粘結(jié)劑，溶于非極性有機溶劑l對硫化物電解質(zhì)穩(wěn)定，對電解質(zhì)離子電導(dǎo)率影響較小lSEA-303llSEA-3030為LPSC經(jīng)過相同0為LPSC經(jīng)過相同√×√√√×√√×√××總結(jié)電池類型固態(tài)電解