摘要:
能量密度
(1)400Wh/kg以上,较液态提升50%+,超1000公里续航
第三代海绵硅负极技术
(1)实现超高容量硅负极材料应用,大幅提升循环寿命
快离子导体包覆技术
(1)负极可逆容量达1500mAh/g,为现有石墨负极4倍
(2)循环稳定性提升135%,膨胀率下降30%
高面容量固态正极技术
(1)材料:正极材料容量发挥达220mAh/g以上
(2)极片:85%高活性物质占比,导锂能力不逊于液态电解液
(3)制备工艺:实现250微米以上超厚固态正极极片无溶剂化制备
安全性
(1)200度热相实现,200度几乎无热收缩
制造技术及量产
(1)设备投资可减少15%,厂房面积降低40%,综合制造成本有望降低35%以上
(2)26年完成全固态电池开发,首先搭载于昊铂车型
正文:
动力电池是新能源,汽车的核心部件,其性能与用户的驾乘体验息息相关。广汽集团始终聚焦动力电池技术的创新,先后发布了海绵硅负极片电池,超倍速电池,微晶超能铁锂电池及弹匣电池系统集成安全技术等多项原创电池科技,持续解决新能源汽车痛点,助力行业高质量可持续发展。当前使用液态电解质的传统动力电池在性能上仍然存在局限性,尤其是高能量密度和高安全性难以兼顾,高低温性能还不能满足极限工况的使用需求。
目前市场上搭载的固态电池多是半固态电池,仍然需要加入传统的液态电解质,与当前常规液态锂离子电池并无本质的差异。全固态电池作为颠覆性电池新技术,有望打破当前动力电池的技术局限。全固态电池可以在实现超高能量密度的同时,大幅改善电芯的本征安全性,同时实现更宽的使用温域,因此全固态电池已成为全球动力电池领域竞争的技术高地。但全固态电池开发难度巨大,需要在高性能、全固态电解质及正负极材料,创新极片及电芯设计,高速连续化制造工艺及装备,以及系统集成设计等领域开展技术攻关,堪称动力电池领域的珠穆朗玛峰。
秉承科技广汽的理念,广汽集团迎难而上,领先布局全固态电池技术开发。目前我们已经实现全固态电池在能量密度、安全性和制造技术上的阶段性突破。
凭借第三代海绵硅负极技术和高面容量固态正极技术,我们实现了全固态电池能量密度达到400Wh/kg以上,较当前量产的液态锂离子电池体积能量密度提升52%以上,质量能量密度提升50%以上,可轻松实现超1000公里续航。
第三代海绵硅负极技术,实现了新型结构——超高容量硅负极材料在全固态电池中的应用。我们通过活性纳米硅的非晶化,保证了活性硅在充放电过程中的结构稳定性和快充能力,引入高强三D多孔支撑体,抑制了循环过程中硅材料的膨胀收缩,保证了负极颗粒的整体稳定性,大幅提升循环寿命。
快离子导体包覆技术,实现了负极颗粒与固态电解质之间的良好接触,保障了锂离子可以高效的嵌入、脱出。通过上述技术的引入,负极可逆容量达到了1500mAh/g,为现有石墨负极的4倍,较常规的硅负极材料膨胀率下降了30%,循环稳定性提升135%。
高面容量固态正极技术,实现了正极材料、极片设计以及制造工艺的三重突破。在材料层级,通过正极材料,表面包覆快离子导体,构建稳定的高通量离子传输界面,使正极材料在全固态电池中有较高的容量发挥,可以达到220mAh/g以上;在极片层级,我们通过极片微观结构的设计,构建出离子传输的高速公路,在85%的高活性物质占比下,使固态极片拥有不逊于传统液态电解液的导锂能力;在制备工艺上,我们攻克了干法正极高效制备的难题,实现了250微米以上的超厚固态正极极片的无溶剂化制备。在三种技术的协同下,全固态正极达到了5mAh/cm^2以上的高面容量,使全固态电池具有更高的能量密度。