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HSI高剪切绝缘材料
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高工锂电年会直击⑤:2025固态电池有何创新?
高工锂电· 2025-11-20 22:47
会议概况 - 2025年高工锂电年会暨十五周年庆典在深圳举行,活动持续三天,汇聚锂电全产业链逾400家企业、超1200位产业链企业高层精英参与[2] - 会议聚焦新一代电池技术的产业化步伐,认为打通从实验室到产线的"最后一公里"是新电池技术接住周期反弹力量的关键[2] 中科固能技术进展 - 硫化物全固态电池在军用、航空等特殊领域已展现应用潜力,但整体市场规模有限,产业化面临需求不足与应用场景未完全打开的挑战[3] - 在热稳定性方面,系统研究显示三元正极体系在90°C高温下的日历老化显著于钴酸锂体系,高荷电状态老化更严重,富锂硫化物电解质稳定性更优[5] - 开发硼催化硫化新方法,以SnO₂、Sb₂O₅等氧化物为前驱体高效合成空气稳定的硫化物电解质,避免传统硫粉法中杂相生成[5] - 设计"2114"结构新型硫化物电解质,具备优异的水氧稳定性,H₂S释放量远低于Li₃PS₄与Li₆PS₅Cl[5] - 构建双层混合固态电解质,利用Li–Sn合金消耗锂枝晶,实现金属锂负极的稳定循环[6] - 研制出首款室温工作的硫化物电解质管圆柱电池,在-70°C液氮环境中仍保持正常工作[7] - 开发软碳–TiSi₂复合硅基负极,使全电池在10 mAh/cm²面容量下实现超过70,000次循环,64,000次时容量无衰减[7] - 通过3D打印制备蜂窝状锂硅碳复合负极,软包电池在2C倍率下循环1,000次容量保持率达85%[7] - 采用LiNbO₃–Li₃BO₃双离子导体共包覆等策略,使电池在70C超高倍率下稳定运行,15 mAh/cm²高面容量下实现100次循环[7] - 已实现多系列硫化物电解质粉体与固态电解质膜批量生产,粉体离子电导率最高超过18 mS/cm,膜厚度覆盖15–100μm,建成全球首条百吨级硫化物电解质生产线[8] 博路威工艺设备 - 公司从2008年起围绕辊压技术积累,形成C-Roll、TBC-Roll、X-Roll、BENDCON、S-Roll五种辊压技术,对应不同幅宽、速度、压力补偿与厚度一致性要求[8] - 已建立覆盖实验室、中试到量产的完整干法电极设备体系,提供从粉体到分切的全流程工程化能力[9] - 干法工艺难点在于宽幅、高速、压实密度、面密度一致性指标能否同时成立,通过X-Roll、S-Roll与BENDCON组合式应用解决[9] - 在固态电池制造环节,切入点集中在"等静压的替代"和"宽幅固态电解质膜成膜"[9] - 辊压技术用于固态电解质成膜等关键步骤,设备有效幅宽最高达1000mm,速度达50–100 m/min,被视为替代大规模等静压的主要方向[10] 申菱环境节能方案 - 新能源电池制造过程中,环境营造能耗占生产过程总能耗的43%,其中转轮除湿系统的再生加热能耗占比超过50%[10][11] - 工业高温热泵技术以约20%的电能驱动,吸收80%的低品位热能,实现100%的热能输出,与转轮除湿工艺需求高度契合[11] - 热泵耦合除湿技术实现显著节能:直膨耦合技术节能34%,能量提升技术节能30%,能量转移技术节能25%,高温蒸汽热泵节能52%,超高温热泵节能45%,涂布热回收技术节能达60%[12] - 在零碳园区建设方面,通过高效蓄冷系统、工程预制化和智慧能源管理,可为客户实现综合节能节费30%以上,实践基地已实现水蓄冷年节费率>56%、光伏本地消纳率>80%、年减排CO₂达1450吨[14] 新氧器安全治理 - 硫化物固态电解质空气稳定性差,在ppm级含水量下也会发生化学反应生成H₂S等有害气体,生产对环境湿度、密闭性和防护能力要求远高于液态电池工艺[14][16] - H₂S治理方案划分为两条防线:第一条面向手套箱和密闭设备,采用活性炭或金属氧化物吸附床;第二条针对生产车间,通过整体通风、局部排风与吸附或喷淋吸收系统结合[17] - 已开发出可将H₂S浓度降至1ppm以下的吸附材料体系,并在部分头部企业应用[17] 科雷明斯材料与工艺 - HSI绝缘材料剪切拉拔强度从10MPa提升至15MPa,耐温性能从200℃大幅提升至350℃,达到UL 94V-0阻燃等级,耐电解液性能提升至65℃浸泡30天和85℃浸泡7天[20] - 绝缘打印技术已规模化量产,截至2025年10月,采用单面打印技术的电芯已生产超220万颗,应用于萤火虫车型并交付超20000辆,圆柱电池技术降低约30%生产成本[20] - 激光加工效率从5000mm²/s提升至9000mm²/s,使30PPM产线激光器从20台降至14台,设备成本降低40%,占地面积减少30%[21] - 开发极片打印工艺,使极片穿刺强度从基材的1.50N提升至复合后的5.18N,在固态电池领域通过打印改善裸电芯堆叠平整度,提升界面接触均匀性[21]