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全球首条百吨级连续自动化硫化物固态电解质材料生产线

能源学人 · 公众号 · · 2024-12-31 13:05

正文

概述： 中科固能已建成并开始调试 世界首条年产百吨级硫化物固态电解质材料生产线 。产线采用自动连续化模式，大幅降低人工干预程度，减少了人员接触硫化物电解质产生硫化氢的风险，并通过全自动控制较大程度提升产品质量的稳定性。

工艺方面： 中科固能百吨级产线兼容多种硫化物固态电解质生产工艺，不仅可以稳定生产出货，也为硫化物固态电解质后续的迭代开发提供了坚实基础。该产线对生产过程进行了深度的优化，较传统工艺节约能源超过 60% 。

质量方面： 中科固能百吨级产线采用全设备内部密闭形式，以闭路的方式保证整个生产过程中的氧含量以及露点，确保生产过程材料性质稳定。

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中科固能硫化物固态电解质材料以高离子电导率和粒径尺寸控制为开发重点，研制出多款适合于不同应用场景的硫化物固态电解质材料（CSE-SSE-P001-P019），电导率范围涵盖4~18mS/cm，D50可控为350nm，离子电导率和颗粒细度水平均处于行业领先水平。

超高离子电导型材料 CSE-SSE-P003，此款离子电导率最高可以超过18mS/cm ，能有效提高电解质膜的离子传输速率，降低电池的阻抗。

离子电导率随粒径的降低而减小是目前硫化物电解质细化面临的一大技术难点，中科固能通过筛选适配溶剂、调控细化工艺，制得小粒径高离子电导型材料 CSE-SSE-P017，将粒径控制在D50=0.37μm，D90=1.2μm，Dmax<5 μ m, 保证粒径细化到亚微米甚至纳米级别时，仍能保持＞6.5 mS/cm的较高离子电导率，解决了同时兼具小粒径与高电导率的技术难点。

通过开发电解质微纳化技术，优选溶剂体系，解决颗粒团聚问题，开发出超小粒径型材料 CSE-SSE-P008，性能指标：D50=350nm、D90=1μm、D100＜5μm，电导率＞4mS/cm。中科固能此款超小粒径型材料在颗粒尺寸、颗粒均匀度与离子电导率等方面具有显著优势，目前已经完成年吨级产能建设。

(2) 硫化物固态电解质膜

中科固能开发的创新型硫化物固态电解质膜，在超薄、离子电导率和机械强度等关键性能指标上具有明显的优势和突破。通过工艺技术与参数的精确调整，该产品膜的厚度能够达到25 μm以下。此外，在室温条件下，该电解质膜展现出约2 mS/cm的离子电导率，证明其在全固态电池应用中高效传导锂离子的能力，这一参数对提高全固态电池的电化学性能至关重要。