固态电池 专家路演PPT-LM(1).pptxVIP

固态锂电池的现状和未来发展01固态锂离子电池现状和技术趋势分析02固态锂电池技术特点和研发现状 -材料体系用量变化及影响目录03国内外头部企业进展04固态锂电池应用和市场分析一、固态锂离子电池现状和技术趋势分析1. 什么是全固态锂电池:和液态锂电池相比， 全固态电池是用固态电解质取代液态电解液（图1）的全固态电池结构称为全固态电池。固态电池有望使能量密度大大超过现有液态锂电池限制，并带来性能上的一个阶段性变化（图2）。2. 电池主要特点：全固态成分，安全可靠，不会燃烧爆炸。能量/功率密度提高潜力巨大 (400-1000Wh/kg)低漏电，常温工作，适应范围宽。电池体积和重量减少20-50%。超快充电，10-15分钟。超常巡航里程（超700-1000公里）采用大规模印刷工艺，降低成本。一、固态锂离子电池现状和技术趋势分析3. 各种材料性能比较：氧化物固态电解质各方面性能较为均衡，其他类型固态电解质普遍存在性能短板，尚不能达到大规模应用的要求。固态电解质是固态电池的核心部件，在很大程度上决定了固态电池的各项性能参数，如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。固态电池距离高性能锂离子电池系统仍有差距，聚合物、氧化物、硫化物三类固态电解质的性能参数各有优劣。 资料来源：Lithium battery chemistries enabled by solid-state electrolytes, Arumugam Manthiram 一、固态锂离子电池现状和技术趋势分析4. 技术路线：目前已经在使用或者接近商用的固态锂电池的电解质有三种：聚合物、硫化物和氧化物， 欧美企业偏好氧化物与聚合物体系，而日韩企业则更多致力于解决硫化物体系。电解质类别电解质材料优点缺点可能的改进措施代表企业氧化电解质物LLZO, LLTO, LAGP, LATP, LiPON室温下离子电导率高于聚合物电解质；电池容量大，可量产， 工艺较成熟， 成本低能量密度低于硫化物电解质电池， 材料较脆，固固界面接触查，阻抗高， SEI问题。聚合物复合，正极材料包覆， 原位固化正极材料， 缓冲过渡层，低温制备非晶态膜等卫蓝, 辉能，清陶, 赣锋, 蜂巢， 大众，LG Chem, QuantumSacape , Ilika，Honda, Dyson , Sakti 3, Sony硫系电解质LiGPS，LiSnPS，LiSiPS等室温下离子电导率最高（通过添加材料，接进液态水平），接触性优于氧化物，材料能量密度高，循环次数高化学活性很强，与空气中的水接触容易产生有毒气体，界面稳定性很差 开发难度大，对生产环境要求高，工艺复杂， 成本高参杂，包覆，聚合物复合，液相涂布法，正极表面改性，液相修饰BMW，Honda, Solid Power， 宁德时代, 赣锋， Toyota，Panasonic, 三星， LG聚合物电解质聚环氧乙烷（PEO）、PAN、PMMA、PVC、PVDF等技术最成熟、易加工，机械性柔软， 性能和液态电解质类似，工艺和现有锂电池接金，温度60°C-80°C时电导率高于氧化物和硫化物。室温离子电导率低, 工作温度要求60°C-80°C, 容易短路，和三元兼容性不好，材料的理论能量密度上限低。共聚， 参杂，聚合物/无机物复合，正极表面包覆改性。 Bolloré， Solid Energy，Ionic Material, SES, SEEO, CATL, Bathium， Fisker一、固态锂离子电池现状和技术趋势分析5. 固态锂电池和传统锂电池结构对比：From: Solid versus liquid—a bottom-up calculation model to analyze the manufacturing cost of future high-energy batteries, Joscha Schnell 二、固态锂电池技术特点和研发现状--材料体系用量变化及影响1. 未来10年动力电池趋势：中国已成为电池生产的领跑者。 美国将在未来几年将日本和韩国抛在后面, 2023年预计全球主要电池企业市场份额和各国产能（GWh) 见下表：二、固态锂电池技术特点和研发现状 -材料体系用量变化及影响2. 产业化路径：固态电池尚未商业化生产。国外和我内企业， 以及初创企业和老牌电池制造商的产业画路径有所不同， 国内初创企业大多采用半固态到全固态的折中方案， 而国外公司大多采用直接全固态产业化方式。因此固态电池商业化的策略因公司和地区而异。固态电池的定义并不一定明确。固态电池至少应具有由非液体材料形成的电解质层。这可能是玻璃、陶瓷或聚合物。下面我们列出了一系列通常被称为固态的配置：半固态锂电池：固液体混合电解质（液态5-35%)。正极材