辉能科技创始人杨思枏:迎接2021固态动力电池元年

导 师 | 辉能科技创始人、 CEO杨思枏

整 理 | 轩辕大学内容中心

前 言

全球新能源汽车市场快速增长，带动了对高性能动力电池的强劲需求。 固态锂电池相较传统液态锂电池有显著的安全性优势，可以大大提升其能量密度，是动力电池的主要发展趋势。

接下来，固态电池要面对的，除了界面阻值等技术升级问题，就是大规模应用于电动汽车上的实际问题。

值得注意的是，包括辉能科技在内，三星、GS汤浅、松下、清陶能源、戴姆勒、丰田、等电池厂和主机厂也在固态电池产业化方面积极探索。

本文系“新汽车人的52堂必修课”第6讲“迎接2021固态动力电池元年”内容节选，课程由轩辕大学导师：辉能科技创始人、CEO杨思枏主讲。

什么是双极电池

固态电池跟液态电池最大差距就是利用固态电解质来取代液态电解质和聚乙烯聚锂烯高分子隔膜。

高分子隔膜在130到160度左右可能进入熔融状态，正极跟负极直接接触产生热链锁或是热失控状态，将引发潜在的安全性问题 ；而固态电池的电解质采用陶瓷颗粒材料，散热更好，可以达到一般液态电池散热系数的3倍。

固态电池另一个重要技术叫是Multi- Axis BiPolar+多轴向式的双极电池也简称MAB，它不需要传统的将单体电池进行封装，也不用电线直接通过堆迭电极串联和并联电池，而是将电池数量从数千个减少到4-12个，有效地节省了空间。

虽然是电池包技术，但MAB必须基于固态电芯才能实现，由于电池包BiPolar采用内部串联方式，大面积接触电流移动距离短，内阻极小，加之固态电芯本身具有散热好的特点，简化了固态电池包零组件数量、电池管理系统、和散热系统，比传统的封装模式效率更高。

固态电池的量产 化路途与条件

一般来讲，电池的产业化必须经过三个阶段。 第一个是基础技术的开发，第二是产品商业化，第三才是产品产业化。 现在，有很多厂商正在实现产品商业化，有的已经进入到中试线，所谓中试线就是让大家调整、做最优化设置，经过不断循环改进后再进入到量产阶段。

只有当产品商业化之后，将工艺、材料、设备都确定下来的时候，中试线才有机会进入量产阶段。不像机械制造或者IT，电池行业是比较辛苦的一个行业，要用非常多的时间去做实验才能确认哪怕只是个小小的项目，而且配方、工艺、製备，每一项改变都会产生相互作用进而影响产品。

而三个阶段的第一要点是高安全性。氧化物跟硫化物跟固态聚合物在材料本质上还是有差别的，像硫化物遇水產生的硫化氢H2S是有易爆和剧毒性的。

由于固态电解质本身是氧化物的关系，具有高安全的先决条件。我们来看一组实验 （请在完整版视频中观看实验过程） ，全部采用陶瓷颗粒隔层的固态电池可以在重击下不发生短路，换做传统锂电很难抵抗如此高强度的撞击。

讲完高安全我们来讲高能量，固态电解质本身的密度比液态电池高，所以理论上，如果你采用的是相同于正极跟负极材料的话，它的能量密度是不可能和现在的液态电池一样高的。

但是为什么大家觉得它的能量密度还是会更高呢？是因为它采用了更高利用率和更高克电容量的正极、负极材料，尽管这些高活性材料更危险，因为固态电池本身能够提供非常稳定的平台，所以这部分就有办法克服，没有疑虑。

(未完……)