固态电解质产业化提速:厦门首能、坚途新材“强强联手”

锂电有高工 2024-07-21 02:00:32

随着固态电池持续升温、产业化趋势明确,固态电解质作为其核心构成,技术突破与量产进程也越来越受到行业关注。

当前除了技术路线的分歧,固态电解质在规模化制造方面还处于多元探索阶段,电解质能否大规模应用,取决于其性能、制造成本和安全性等方面的综合竞争。

如氧化物固态电解质稳定性与电化学窗口高,但界面问题严重;硫化物电解质离子电导率高,但也面临着化学稳定性差、材料合成成本高的问题;聚合物固态电解质可量产性高,但存在室温电导率低、电化学窗口低的关键瓶颈。

此外,目前固态电解质成本远高于液态体系,因此在固态电池量产时间表提前至2027年的前提下,固态电解质的技术问题更需放到产线而非仅是实验室中解决。产业链上下游企业需加强合作、共同研发,以推动工艺路线的成熟和规模化降本。

近期,首能科技和坚途新材料在固态电解质领域的深度合作开创了新机遇下的发展模式:

前者是在研发成果工程化应用上具备先发优势、但亟待确立未来差异化竞争方向的电解液企业,后者则是锐意创新、而产业基础相对薄弱的固态电解质初创公司,双方优势互补,联结成当下推动固态电池技术真正创新与落地的新典范。

强强联合

电解液企业携手固态新秀

2024年7月5日,首能科技与坚途新材料正式签署了固态电池战略合作框架协议。此次合作旨在建立长期稳定的战略合作伙伴关系,双方将在半固态和固态电解质技术开发和产品销售领域展开深度合作,共同推动固态电池技术的创新与落地应用。

具体来看,两家公司将互为上下游合作关系,坚途新材料向首能科技供应半固态和固态电解质基础材料;首能科技则将根据下游客户需求,开发相应的半固态、固态电解质配方。在产品前期的研发和开发上,坚途科技将全力给予技术支持;双方同意在技术开发及市场拓展上保持紧密联系与合作。

此次合作的双方各具独特优势。厦门首能科技成立于2011年11月,是一家集高品质锂离子电池电解液研发、生产、销售和服务于一体的国家级专精特新“小巨人”新能源高新技术企业。

围绕电化学的高比特性,长寿命,高安全等关键、共性及瓶颈技术,首能科技致力于新型高性能锂电池体系的理论研究和应用开发。研究方向主要包括以下三个:新型高性能电解液溶剂及添加剂合成技术基础研究;高性能电池电解液的应用性研究即“三高一低”(超高温、超高倍率、高安全及超低温型)定制化产品的生产和销售;新型硅基体系、锂硫体系、半固态及全固态电池的研究。

2022年,湖北振华化学股份有限公司完成对首能科技控制权的收购。作为全球最大的铬化学品和维生素K3生产商,振华化学依托自身在化工大生产方面深厚的实践积累,为首能科技提供资本、人才、工程方案等全方位的产业赋能,推进首能科技研发成果的快速转化。

发展至今,首能科技已拥有惠州基地两期共10万吨/年和厦门基地5000吨/年电解液生产能力,投产在即;并与多所一流高校及研究机构保持着良好的合作关系,形成了产学研三位一体的研发模式。

首能科技惠州基地

坚途新材料则成立于2023年,是一家专注于固态电池核心材料研发和产业化的初创企业,主要围绕着聚合物半固态电解质、新型硫系全固态电解质的研发与产业化落地展开。在此基础上,公司还开发了凝胶聚合物半固态电解质配方、复合固态电解质隔膜、高稳定性固态电解质方案、超薄锂金属负极、固态电池多界面相容集成技术等多套解决客户痛点的专项产品及方案。

坚途新材料公司拥有一支来自清华大学、天津大学、西安交通大学等顶尖高校的核心团队,具备多年国际一流电芯企业和材料龙头企业中固态电池材料的研发和管理经验。公司已搭建起1000平方米的固态电池材料中试生产线,具备每月生产1000公斤半固态电解质和500公斤固态电解质的生产能力。坚途新材料在固态电解质研发方面的专业能力,将为合作注入创新动力。

坚途新材固态电解质粉体

技术优势显著

推动固态产业链完善

对于两家公司而言,本次合作具备商业和产业上的双重特殊意义,既彰显了一家以研发为核心的电解液企业向固态电解质领域转型的决心,也为固态电池产业链的完善注入了新的血液。双方优势互补,有望加速固态电池技术的突破和产业化。

一方面,首能科技在半固态与固态电解质技术上进行研发储备,是对高品质电解液供不应求痛点的回应,将推动电池技术朝着高安全性、高能量密度、高倍率的方向迭代。

另一方面,首能科技作为一家专精特新型的科技企业,在传统电解液领域已布局多年,具备成熟的量产技术与能力。公司可充分利用其在电解液领域的经验,提高固态电解质量产过程中与现有产线的兼容度,推动固态电池产业链布局的完善。

对于坚途新材料来说,通过此次合作,公司可以加速相关固态技术在规模化生产中的验证效率和在客户端的前瞻性布局,加速推动公司商业化进程。

此次合作也体现了上下游企业在固态电池产业链中的紧密协作,丰富固态电解质的布局生态。

半固态电池的制备需要电解质与电解液进行配合,但此前在固态电池产业链中,固态电解质产能布局较少,主要由固态电池企业的一体化产能、原正负极材料、电解液等供应商进行分散小规模供应。

此次首能科技与坚途新材料的合作将有效弥补这一短板,有助于优化产业链布局,提升整体竞争力。双方将共同探索固态电解质的最佳技术路径和量产方案,为固态电池产业的发展贡献力量。

双方合作开发的半固态电解质技术已经具备显著优势。

从制造工艺来看,该产品通过原位聚合技术,将正极片、负极片、隔离膜三个分离单元紧密贴合,可增强多孔电极结构中电极材料之间、涂层与集流体之间的粘接力。值得注意的是,该技术可与现有锂电生产工艺完美兼容,降低工艺及设备投入。

从实现效果来看,该技术可消除电芯中的游离液体组份,从根本上解决电池漏液问题;聚合物原位聚合形成的巨大聚合物网络结构,将液体电解液紧密锁定在其内部,从而改善电芯的高温性能;消除游离态液态电解液,可以有效提升电池的防针刺等安全性能;增加极片硬度、降低电池材料在充放电及循环过充中的膨胀率。

在未来的发展中,首能科技和坚途新材料将继续依托各自的技术优势和市场资源,深化合作,推动固态电池产业链的进一步完善。

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