清陶能源董事長馮玉川對中國儲能網(wǎng)記者介紹，這條總投資達(dá)1億元的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模為0.1GWh，已經(jīng)批量生產(chǎn)出了第一批固態(tài)電池產(chǎn)品，目前可以日產(chǎn)1萬顆電芯。
“從固態(tài)鋰電電池應(yīng)用的路徑來看，將從對安全性要求特別同時(shí)對價(jià)格不敏感的特種領(lǐng)域到3C領(lǐng)域再到動(dòng)力電池逐步滲透。” 清陶能源研究院院長何泓材對中國儲能網(wǎng)記者分析， “目前已經(jīng)量產(chǎn)的固態(tài)電池產(chǎn)品尚且不能應(yīng)用于電動(dòng)汽車上，而主要應(yīng)用在特種安全領(lǐng)域域”
馮玉川透露，固態(tài)鋰電池未來在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用會更為廣闊，目前已和國內(nèi)主機(jī)廠客戶啟動(dòng)了聯(lián)合研發(fā)，如果順利的話，有望在2020年推出車用固態(tài)鋰電池。
資料顯示，清陶能源成立于2014年，由中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)材料科學(xué)與工程研究院院長南策文團(tuán)隊(duì)創(chuàng)辦。它以做液態(tài)鋰電池的陶瓷隔膜組材起家，現(xiàn)正在全面布局固態(tài)鋰電池的研發(fā)生產(chǎn)，涉及材料、生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)工藝三大領(lǐng)域。
第一批量產(chǎn)產(chǎn)品用于特種安全領(lǐng)域
在全球的新能源汽車投資熱潮中，固態(tài)鋰電池是一個(gè)備受關(guān)注的領(lǐng)域。
所謂全固態(tài)鋰電池是相對液態(tài)鋰電池而言，是指結(jié)構(gòu)中不含液體，所有材料都以固態(tài)形式存在的儲能器件。具體來說，它由正極材料+負(fù)極材料和電解質(zhì)組成，而液態(tài)鋰電池則由正極材料+負(fù)極材料+電解液和隔膜組成。
根據(jù)清陶能源的介紹，固態(tài)鋰電池摒棄了易燃易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品——電解液，具有能量密度高、安全可靠、可實(shí)現(xiàn)柔性/微型化等特點(diǎn)，并以此區(qū)別于聚合物電池、薄膜電池、凝膠電池等概念，是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的下一代鋰電池發(fā)展方向。
根據(jù)清陶能源總經(jīng)理李崢的介紹，清陶第一批量產(chǎn)的固態(tài)鋰電池產(chǎn)品在保持正常使用需要的倍率與循環(huán)性能的同時(shí)還具有優(yōu)異的安全性能，即使對電池進(jìn)行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸的安全事故，可以滿足特殊應(yīng)用場景的高安全需求。
李崢透露，在第一批量產(chǎn)產(chǎn)品之外，清陶能源還開發(fā)出了大容量全固態(tài)柔性電池，這種電池經(jīng)過彎折、卷曲、對折后容量沒有明顯衰減，依然能夠保持正常工作，彎折10000次容量衰減不超過5%。
目前，清陶能源已經(jīng)開發(fā)出單體能量密度達(dá)到430Wh/kg的高能量密度全固態(tài)電池。
那么固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到多高呢？“特斯拉用的電池目前是全球能量密度最高的動(dòng)力電池，今年年初特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的21700單體能量密度達(dá)300Wh／kg，而國內(nèi)一般電芯廠家的單體能量密度在230 Wh／kg左右，，到2020年實(shí)現(xiàn)國家要求的300Wh/kg的挑戰(zhàn)。”馮玉川解釋。
“但2020年的這一目標(biāo)對固態(tài)電池而言實(shí)現(xiàn)起來難度不大。”馮玉川分析，“全固態(tài)鋰電池單體的能量密度在實(shí)驗(yàn)室可以到430Wh/kg以上，在中試階段可達(dá)375Wh/kg，在量產(chǎn)階段可以輕松達(dá)到300Wh/kg以上。更為重要的是它有望徹底解決高能量密度液態(tài)鋰電池的安全隱患問題，因此備受主機(jī)廠關(guān)注。”
沖刺固態(tài)電池行業(yè)首家獨(dú)角獸企業(yè)
讓業(yè)界感到不解的是，清陶能源為什么可以在全國率先推出全固態(tài)鋰電電池量產(chǎn)產(chǎn)品？
中國儲能網(wǎng)獲悉，清陶能源已經(jīng)逐步解決了固態(tài)電解質(zhì)材料量產(chǎn)、固態(tài)電解質(zhì)膜成型技術(shù)、復(fù)合正負(fù)極配方工藝、極片與電解質(zhì)膜間固-固界面等一系列核心問題，在此過程中成功實(shí)現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。
“此前不少創(chuàng)業(yè)公司都選擇硫化物固態(tài)電池質(zhì)材料，但后來大都改選氧化物電解質(zhì)材料了。在這個(gè)領(lǐng)域，國際領(lǐng)先的是豐田，國內(nèi)領(lǐng)先的就是我們了。”李崢分析。
在材料體系的難點(diǎn)之外，專用生產(chǎn)設(shè)備的缺失也是阻礙固態(tài)鋰電池量產(chǎn)的一個(gè)重要因素。
何泓材介紹，“國內(nèi)市場上目前沒有專門的生產(chǎn)設(shè)備，為此我們專門成立了清陶自動(dòng)化公司，并參股了惠州新鑫輝自動(dòng)化設(shè)備公司，聯(lián)合研發(fā)了專門的固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)備，來滿足自己的需求。”
中國儲能網(wǎng)獲悉，目前清陶能源預(yù)測到2020年國內(nèi)全固態(tài)鋰電池的市場需求為1.7GWh，為此清陶將在2021年之前一共投入10億繼續(xù)建成規(guī)模為0.7GWh的7條生產(chǎn)線。
11月19日，清陶能源對外披露了自己野心勃勃的四步走規(guī)劃：一年成為固態(tài)電池行業(yè)首家獨(dú)角獸企業(yè)，三年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)a股上市，五年以昆山為基地打造固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)集群并走向世界，十年成為世界級偉大公司和創(chuàng)新平臺。
