核心觀點:
即將量產(chǎn)的鋰金屬電池較當前市場上最好的鋰離子電池荣德,能量密度提升40%+昨凡;
未來的鋰金屬電池支持電動汽車續(xù)航達到1200km+,
國內(nèi)首條鋰金屬電池生產(chǎn)線已落成蔬崩。
從1859年最初的鉛酸電池恶座,到后來的鎳氫電池,再到上世紀90年代索尼推出第一代鋰離子電池沥阳。電池技術(shù)的發(fā)展越來越快奥裸,而且朝著輕薄化险掀、高容量的趨勢發(fā)展。
時間來到2020年之后湾宙,以石墨為負極的傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度開始觸及天花板樟氢,市場亟需新一代電池體系。全固態(tài)鋰電池雖然是一個方向侠鳄,但實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化需要很長的路要走埠啃。從電池結(jié)構(gòu)角度提升容量很難有質(zhì)的提升,還需從材料本身出發(fā)枕捺,開發(fā)新的材料體系吮蒜。新一代電池體系-鋰金屬電池將是鋰電池的終極方向。
“現(xiàn)有的鋰離子電池能量密度觸及天花板壁歧,續(xù)航時間和續(xù)航里程是行業(yè)永遠的痛點催岔。新一代鋰金屬電池能解決行業(yè)痛點,前景極其廣闊段扛。”金羽新能的創(chuàng)始人惑叶、總經(jīng)理黃杜斌博士指出。
什么是鋰金屬電池
鋰金屬電池也被市場稱為金屬鋰電池袁虽,但是前者是專業(yè)的稱謂旭绝。
要將當前的動力電池能量密度提升一個量級,鋰金屬電池已是公認的不二選擇坠髓。
鋰金屬電池是將鋰金屬作為負極的一種電池技術(shù)路線桨皂,鋰金屬的容量為3860mAh/g,約為石墨的10倍都敛,可與現(xiàn)有高容量正極體系搭配衰屡。
而高能量密度鋰金屬電池,以其材料本身的優(yōu)勢周蹭,超出常規(guī)鋰電池40%以上的能量密度(可以輕松達到400wh/kg以上)溯革。長續(xù)航的能力,可以應(yīng)用在智能可穿戴領(lǐng)域谷醉、智能手表致稀、無人機等。隨著技術(shù)不斷的成熟俱尼,鋰金屬電池也可以應(yīng)用在新能源汽車抖单、電動船舶、電動飛機等領(lǐng)域遇八。
在通往鋰金屬電池的路上矛绘,目前主要采用兩種路徑。一種是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰電池(采用固態(tài)電解質(zhì),負極使用石墨或硅碳材料)货矮,再進一步到固態(tài)鋰金屬電池羊精,另一種則是從液態(tài)鋰離子電池到半固態(tài)鋰金屬電池,再進一步到固態(tài)鋰金屬電池囚玫。
金羽能源選擇的是后者太汹。
據(jù)黃杜斌博士介紹,金羽新能圍繞高能量密度的鋰金屬電池量產(chǎn)方较,已形成一系列的技術(shù)窗项、工藝及設(shè)備。
例如衷求,金羽新能已成功研發(fā)低成本親鋰電解液帮声、耐高壓固態(tài)電解質(zhì)膜、鋰碳復(fù)合負極等技術(shù)搞督,以及薄鋰負極模切专散、疊片、封裝胚搂、化成等工藝和設(shè)備喉隙。
“我們以新型電解液為核心,配套正負極材料選型優(yōu)化发惭,針對性設(shè)計模切、化成等工藝泣爷。”黃杜斌博士稱罩锐。
“我們從正負極、隔膜卤唉、電解液等材料本身進行優(yōu)化涩惑,從根本上提高電池的能量密度和安全性”,金羽新能CTO李愛軍博士稱桑驱。
據(jù)了解竭恬,金羽新能的鋰金屬電池,在核心技術(shù)上已形成一系列安全保障方案熬的,包括應(yīng)用原位固態(tài)電解質(zhì)界面保護痊硕、鋰枝晶抑制工藝、柔性相變吸熱阻燃膜材料等押框,令鋰金屬電池可通過穿刺岔绸、跌落、短路橡伞、過充盒揉、熱濫用等嚴酷測試。
鋰金屬電池的進階之路
以金羽新能目前的鋰金屬電池為例兑徘,其擁有五大優(yōu)勢:
安全性好:在極端情況下(擠壓刚盈、跌落彪趣、熱濫用)電池不起火不爆炸;
循環(huán)壽命長:100%DOD壽命超過400次蓄梯;
能量密度高:重量能量密度高達>400Wh/kg拌微,體積能量密度高達>850Wh/L;
超輕超簿:質(zhì)量更輕绅踪、體積更姓尤恰;
工作溫度寬:-40℃至60℃穩(wěn)定充放電兄诱。
以金羽新能已經(jīng)推出或即將推出的產(chǎn)品遥浑,與現(xiàn)頭部企業(yè)產(chǎn)品做對比,可獲得更直觀的感受旧育。
在消費電子方面捞勿,金羽新能850mAh&3.85V的待量產(chǎn)產(chǎn)品,路揖,可提升20%續(xù)航時間私周;900mAh&3.85V處B樣階段的產(chǎn)品,斋射,可提升25%續(xù)航時間育勺。
在動力電池方面,金羽新能高能量密度360Wh/Kg已完成B樣的產(chǎn)品罗岖,可應(yīng)用在無人機上涧至,提高20%的續(xù)航;可將電動汽車續(xù)航里程提升至800公里桑包;420Wh/Kg已完成A樣的產(chǎn)品南蓬,可將電動汽車續(xù)航里程提升至1200公里。
此外哑了,金羽新能持續(xù)開發(fā)面向特定設(shè)備需求的高能量密度電池赘方,為型號研制、新型電池開發(fā)提供研發(fā)服務(wù)弱左,多款產(chǎn)品已送相關(guān)單位試用窄陡。應(yīng)用場景包括通訊、航天飛行器拆火、長續(xù)航無人機泳梆、導(dǎo)航設(shè)備等。
從以上可看到渺广,鋰金屬電池用于消費領(lǐng)域已處待量產(chǎn)階段捣睬。鋰金屬動力電池則已經(jīng)完成B樣,下一步就是進入C樣。
現(xiàn)在處于行業(yè)領(lǐng)先地位的金羽新能克蝶,第一代鋰金屬動力電池馬上就將進入C樣僻携,說明支持續(xù)航至少達到1000公里的鋰金屬動力電池,即將來了搔肉!
關(guān)于金羽新能
據(jù)了解疹返,金羽新能于2017年在北京成立研發(fā)中心,致力于新型電池的研發(fā)蓉止、生產(chǎn)律跺、銷售和技術(shù)服務(wù),是工信部鋰離子電池安全標準工作組成員溶绢、新型鋰金屬電池行業(yè)總規(guī)范的制定者侦镜,并對核心技術(shù)擁有完全獨立的知識產(chǎn)權(quán),相關(guān)技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位劫扶。
金羽新能于2019年在兩山理論發(fā)源地浙江安吉組建產(chǎn)業(yè)基地翠霍,其首條柔性生產(chǎn)線,覆蓋消費電子領(lǐng)域電池量產(chǎn)到動力電池打樣需求蠢莺,將于2021年第4季度聯(lián)調(diào)完成寒匙,設(shè)計年產(chǎn)能150MWh。
目前躏将,金羽新能用于3C領(lǐng)域的電池在持續(xù)優(yōu)化中锄弱,動力電池處于開發(fā)試產(chǎn)階段;面向智能穿戴客戶的電芯已交付多家客戶測試祸憋,體積能量密度超過800Wh/L会宪;面向無人機客戶的電芯已完成測試,能量密度超過320Wh/Kg夺衍,支持最高5C瞬時放電狈谊;現(xiàn)客戶包括消費電子行業(yè)巨頭喜命、無人機企業(yè)以及國內(nèi)軍工企業(yè)客戶等沟沙。
研發(fā)方面,金羽新能擁有來自北京大學(xué)壁榕、哥倫比亞大學(xué)矛紫、斯坦福大學(xué)、中科院等電池研發(fā)工程師組成的超一流團隊燕紊,每年投入大量的資金塌或,建成材料、電芯生產(chǎn)和檢測分析為一體的研發(fā)中心和生產(chǎn)基地荔寞。
從專利角度看缚形,當前國內(nèi)第一批次30余項專利已申請,9項已經(jīng)授權(quán);第二批次30項專利已布局甜脖。此外轰窥,已與WIPO合作,正在進行10項重要專利PCT申請廊畔。
發(fā)展規(guī)劃方面影其,金羽新能2021年的目標是“建起來”:今年上半年籌建國內(nèi)首條鋰金屬電池產(chǎn)線,并專業(yè)定制設(shè)備贬奢,當前鋰金屬電池生產(chǎn)線已落成乍厉,半年產(chǎn)值達到3000萬元;
2022年的目標是“跑起來”:拿到重點客戶的訂單悦追,在市場上得到充分驗證凹蜈,年底啟動動力電池示范線的建立;
2023年的目標是“好起來”:擴大客戶及訂單炉媒,開始測試鋰金屬電池體系在動力方面的應(yīng)用踪区。
“電池的續(xù)航問題已經(jīng)困擾用戶很多年了,隨著新能源汽車和物聯(lián)網(wǎng)可穿戴領(lǐng)域的發(fā)展吊骤,如何從根本上提高電池的容量缎岗,從而解決電池的續(xù)航已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)最大的問題,盡管目前很多客戶對于該體系的認知和理解還存在偏差白粉,但趨勢是改變不了的传泊,未來2-3年內(nèi),鋰金屬電池體系必將會改變現(xiàn)在電池格局鸭巴。”金羽新能合伙人兼CMO劉威指出眷细。
當前,由于金羽能源旗下的鋰金屬動力電池處于開發(fā)試產(chǎn)階段鹃祖,為更快地讓鋰金屬動力電池量產(chǎn)裝車溪椎,金羽能源有了融資計劃。
引領(lǐng)金屬鋰電池的金羽新能恬口,值得期待校读!