真科技？还是艺术品！广汽埃安全固态电池之聚合物电解质方案

NE时代新能源 · 公众号 · · 2024-04-15 07:00

正文

4月12日，广汽埃安发布一款容量超30Ah的全固态电池，能量密度达400Wh/kg，应用第三代海绵硅负极技术、高面容量固态正极技术，续航轻松超1000km。

NE时代根据广汽埃安此前发布的专利CN114927754A，试图还原其聚合物电解质方案及其全固态电池成果，供读者参考。

01.

痛点

传统锂电池中一般含有电解液，起到传导离子的作用，是电池获得高电压、高比能等优势性能的保证。但由于常规液态电解液毒性强、易挥发、易燃，会造成漏液、起火、爆炸等安全性问题。故出现固态电解质代替电解液起传导离子的作用。

但是，目前全固态电解质方案通常是基于PEO-锂盐-SiO2 /Al2O3体系，但是这种固态电解质的电导率较低（一般低于10 -5S·cm -1），电解质膜机械强度较差。

本专利基于该痛点，提出聚合物固态电解质制备方案，其机械强度、离子电导率高，能制备高电压、高比能、耐温性好且不易泄露的固态电池。

02.

聚合物固态电解质制备方案

将接枝二氧化硅、单体1、单体2、金属盐混合于有机溶剂中，然后催化使得接枝二氧化硅、单体1、单体2之间发生聚合。

03.

电解质成分

（1）结构通式

i为0-500之间的任意值

（1）结构通式

j为0～10之间的任意值； k为0～10之间的任意值；阳离子Y⊕为碱金属离子、碱土金属离子、式1～式7所示结构中的至少一种：

R1、R2、R3、R4分别为氢原子或碳原子数为1～10的烷基

（2）制备方式 ：用光催化所述接枝二氧化硅（二氧化硅经硅烷偶联剂改性制得）、所述单体1、所述单体2之间发生聚合，金属盐为锂盐，为LiPF 6、LiBF 4、LiTFSI、LiFSI、LiDFOB、LiBOB、LiClO4、LiAsF 6中的至少一种。

（3）质量分数 ：接枝二氧化硅为0.5％～50％，单体1为0.25％～25％，单体2为0.25％～25％，金属盐为0％～99％。

（4）各成分的作用

04.

该电解质方案对应的固态电池各相关参数

（1）厚度（材料之间关系为和/或）

（2）正极层含量及成分

含量：

成分：

包括正极材料、导电剂、粘结剂、聚合物固态电解质。其中，

正极材料为碳包覆的LiM1PO4和/或LiM2O2，其中元素M1为Fe、Co、Ni、Mn中的一种或多种素，元素M2为Ni、Co、Mn、Al中的一种或多种，正极材料颗粒直径为0.01～50μm；
导电剂为炭黑、乙炔黑、碳纳米管中的一种或多种，导电剂颗粒直径为0.01～50μm；
粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚四氟乙烯、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯中的一种或多种，粘结剂重均分子量为1万～500万。