摘要顯示,專利1的的全固態(tài)電池包括交錯(cuò)層疊設(shè)置的負(fù)極片和正極片,負(fù)極片和正極片之間包括固態(tài)電解質(zhì)層,最外側(cè)為負(fù)極片。其中,最外側(cè)的負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分別設(shè)置于負(fù)極集流體兩側(cè)表面的負(fù)極活性物質(zhì)層和陶瓷層,陶瓷層位于負(fù)極集流體背離正極片的一側(cè)表面。
專利1的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于通過將電池的最外層設(shè)計(jì)為陶瓷層,利用陶瓷層自身良好的剛性和硬度,使電池在等靜壓過程中承受較大的壓力時(shí),能保證均勻的受力,使得壓面平整,不易使外包裝膜破裂,且在后續(xù)的拘束加壓過程中不會(huì)使電池撕裂,使電池具有良好的首效和循環(huán)性能。
根據(jù)說明書,專利1的全固態(tài)電池的陶瓷層至少滿足莫氏硬度為3~10、泊松比為0.1~0.5、致密度為50%~90%、彈性模量為2~10GPa這四個(gè)條件中的一個(gè),且陶瓷層的厚度為30μm~150μm。
已公開一個(gè)全固態(tài)電池相關(guān)專利
維科網(wǎng)鋰電還注意到,同樣是在今年8月7日,比亞迪還申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“全固態(tài)電池、電池組和用電設(shè)備”的專利(以下簡稱“專利2”),公開號(hào)為CN 118589111 A。只不過這項(xiàng)專利的申請(qǐng)公布日為2024年9月3日,發(fā)明人為施紅兵、王國帥、郭姿珠、任金粲、趙瀟蕾。
此外,專利2與專利1不同的地方在于置于最外側(cè)負(fù)極集流體兩側(cè)表面的一個(gè)為負(fù)極活性物質(zhì)層和柔性緩沖層,一個(gè)為負(fù)極活性物質(zhì)層和陶瓷層。
摘要顯示,專利2的全固態(tài)電池包括交錯(cuò)層疊設(shè)置的負(fù)極片和正極片,負(fù)極片和正極片之間包括固態(tài)電解質(zhì)層,最外側(cè)為負(fù)極片。其中,最外側(cè)的負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分別設(shè)置于負(fù)極集流體兩側(cè)表面的負(fù)極活性物質(zhì)層和柔性緩沖層,柔性緩沖層位于負(fù)極集流體背離正極片的一側(cè)表面。
專利2的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于通過將電池的最外層設(shè)計(jì)為柔性緩沖層,利用柔性緩沖層自身良好的柔性,使得電池在拘束加壓的過程中,使壓力分布均勻化,進(jìn)而使電池的首效和循環(huán)性能得到改善。
另據(jù)說明書,專利2的全固態(tài)電池的柔性緩沖層至少滿足彈性模量為0.5~6Gpa、泊松比為0.05~0.5、拉伸率為2%~15%這三個(gè)條件中的一個(gè),柔性緩沖層的厚度為5~50μm。
弗迪電池的固態(tài)電池規(guī)劃
比亞迪是我國固態(tài)電池專利數(shù)最多企業(yè),隨著上述兩項(xiàng)全固態(tài)電池專利的公布,比亞迪的固態(tài)電池專利群進(jìn)一步擴(kuò)容。
目前比亞迪暫未發(fā)布固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品,但在今年6月,其子公司弗迪電池的固態(tài)電池最新規(guī)劃被曝光。
據(jù)報(bào)道,從技術(shù)路線來看,弗迪電池極有可能選用了高鎳三元(單晶)+硅基負(fù)極(低膨脹)+硫化物電解質(zhì)(復(fù)合鹵化物)的技術(shù)路線。
弗迪的固態(tài)電芯容量可以做到60Ah以上,質(zhì)量比能量密度達(dá)到400Wh/Kg,體積比能量密度達(dá)到800Wh/L,針刺或熱箱不起火不爆炸,同時(shí)在考慮熱管理、安全、快充等性能要求下的電池系統(tǒng)及整車高效集成技術(shù),電池包能量密度超過280Wh/Kg。
材料成本控制方面,占據(jù)絕對(duì)成本比重的硫化物(或?yàn)榱蚧?鹵化物復(fù)合)固態(tài)電解質(zhì)降本計(jì)劃為到2027年LiS成本較2024年降本效果實(shí)現(xiàn)下降1500%-2000%,2030年通過合成工藝改善及優(yōu)化,較2027年再度降本30%-50%,2033年則通過規(guī)模化效率持續(xù)降本約20%-30%。
通過固態(tài)電解質(zhì)降本后,整體材料BOM成本在2027年計(jì)劃降本2000%-3000%,再通過提高產(chǎn)品良率+規(guī)?;Ч?工藝優(yōu)化等方式將制造成本降低30%-50%。
量產(chǎn)時(shí)間方面,報(bào)道稱,弗迪的計(jì)劃與國家方針及大部分企業(yè)一致,2027年小批量產(chǎn),搭載于比亞迪高端車型作為示范項(xiàng)目,規(guī)模僅為1000臺(tái)左右;2030年為市場推廣期,預(yù)計(jì)將有4萬臺(tái)車輛裝機(jī)全固態(tài)電池,并開始下探到主流價(jià)格段的車型;2033年進(jìn)入快速擴(kuò)展期,預(yù)計(jì)將有12萬臺(tái)車輛的規(guī)?;b機(jī),且全固態(tài)電池的市占率開始逐漸提升。
事實(shí)上,在2022年就有消息稱,比亞迪全固態(tài)鋰電池在重慶生產(chǎn)即將裝車試驗(yàn)。雖然彼時(shí)比亞迪對(duì)這一消息予以否認(rèn),但部分內(nèi)容也與此次弗迪披露的信息相吻合。
據(jù)了解,2022年的消息中透露,比亞迪固態(tài)電池主要采用了氧化物、硫化物技術(shù)路線,使用硅基材料作為負(fù)極,能量密度預(yù)計(jì)能達(dá)到400Wh/kg。
值得一提的是,該消息還提到,除了比亞迪車型自用,比亞迪首批全固態(tài)電池還將外供其他企業(yè)。
總的來說,比亞迪固態(tài)電池方面的消息越來越多,至于能否在2027年量產(chǎn),等待時(shí)間的答案。