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揭开清陶能源固态电池第一层面纱:何时落地上汽智己L6?

NE时代新能源  · 公众号  ·  · 2024-03-27 07:01

正文

一次预热+一场直播,清陶能源一代固态电池开始浮出水面。

上汽智己计划将其首发搭载L6,对外宣传行业首个准900V超快充固态电池。

如何实现900V?

结合按照智己汽车刘涛释放的信息,一块电芯电量相当于60个iphone手机容量,初步判断电芯容量在180Ah-240Ah区间。

204个电芯,按照峰值电压上限900V计算,最大电压超过4.4V。

清陶一代固态电池:氧化物 +聚合物+5%-10%电解液

按照清陶李峥在直播中透露的信息,在该款固态电池中加入10%浸润剂。结合此前的信息,推测下来,应该就是第一代固态电池的思路,聚合物+氧化物+5%-10%电解液,经过热聚合形成凝胶网络,在正负极材料、隔膜两侧涂覆固态电解质。

按照清陶对于固态电池的规划,从半固态到全固态,除了逐步降低电解液占比直至全固态,电解质开始多种材料的复合使用;负极从硅碳到金属锂或者含锂合金;工艺上逐步取消隔膜、类隔膜;能量密度规划从360wh/kg提升到500Wh/kg以上。

第一代半固态电池:材料上,采用半固态,正极三元高镍,负极搭配硅碳负极,电解质中液体含量5%—10%,氧化物电解质为主,辅之聚合物形成复合电解质;工艺上,采用纳米固态电解质涂覆以及固态电解质层成型;能量密度目前360Wh/kg,最高可达420Wh/kg。

第二代准固态电池:材料上,正极采用三元高镍、镍锰,负极搭配含锂的复合负极,电解质中液体含量小于5%,基于第一代氧化物与聚合物的复合IPC电解质中添加卤化物及硫化物;工艺上,隔膜、类隔膜完全消失;能量密度可达400-500wh/kg。

第三代全固态电池:正极无锂缺锂材料,负极金属锂或含锂合金,固态电解质沿用IPC电解质体系;能量密度超过500wh/kg。

半固态到1000km续航?

搭载清陶固态电池的智己L6宣称可达到1000km续航。

除了PACK层面的优化,这款固态电池提升续航的方式就是在正负极、电解质材料上做文章。

目前市面上的产品中,石墨克容量在330mAh/g,正极铁锂180mAh/g,N5在200-210mAh/g左右。作为决定能量密度上限的正极材料,自然成为兵家必争之地。

清陶和智己合作的这款固态电池,正极采用超高镍,意味着正极材料克容量可能直接被提到230mAh/g左右的水平。相较于目前主流的铁锂和N5材料,更容易实现1000公里CLTC续航。

负极采用高比能复合硅碳负极,也是直接将克容量往新的层级上提升,搭配智己宣传的自研纳米尺度固态电解质包覆正极,纳米级别的包覆厚度,优化正极材料,提升离子电导率和能量密度。

针对各个材料,行业目前的趋势是,相对成熟的正极三元,从目前的高压55系往高镍、超高镍或者富锂锰方向发展,负极普遍为石墨体系,头部企业开始采用一些添加3%-5%的硅碳体系,未来将从石墨到硅碳再往锂金属方向发展,最终实现高比能的安全电池。

智己和清陶这款电池实现高比能的思路是,基于固态电解质相对较高的稳定性,搭配更高比容量的超高镍正极和硅碳负极,发挥安全、理论能量密度等指标的优势。

按照刘涛所述“能量密度数倍于120Wh/kg这个数字”,结合此前上汽透露的半固态单体能量密度368Wh/kg,样件能量密度理论上已经超过液态锂离子电池能量密度极限。







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