针扎不爆水煮无碍，武汉造固态锂电池呼之欲出
前不久，武汉经开区未来技术创新研究院（以下简称“武汉未来院”）中试产线迎来好消息：固态锂/钠离子电池关键技术及产业化项目系列产品成功获得中国国家强制性产品认证（3C认证）。这意味着该项目产品通过了严格的质量和安全评估，为下一步全面量产奠定基础。
武汉未来院固态电池中试产线。 通讯员 供图
7月12日上午，长江日报记者走进武汉未来院固态电池中试产线，这里有制浆车间、涂布车间、装配车间、化成车间、测试车间……约2000平方米的厂房内，正在呈现从原材料到固态电池成品的生产全过程。
固态锂/钠离子电池关键技术及产业化项目，由华中科技大学材料科学与工程学院郭新教授领衔，历时26年研究。
固态锂离子电池产品图。
有了成果如何更好应用？打通创新链和产业链是关键。武汉未来院在这样的背景下应运而生。去年12月2日，该项目中试产线在武汉未来院“点火”。
“实验室很难具备这样的条件，中试产线大大加快了产业化进度。”谈到和武汉未来院的合作，郭新说，这是“企业出题、团队答卷、成果共享”。对于企业来说，能够缩短研发周期、加速科技成果转化，有效降低成本和风险，提升市场竞争力。
武汉未来院固态电池中试产线。 通讯员 供图
当下，广泛应用的电池主要为液态锂电池，其常规工作温域为零下20℃—60℃，在高温或遭受外部剧烈撞击时易燃易爆，低温状态下性能受限也较大。因此，手机、平板、电动汽车不抗冻不耐热的问题一直广受诟病。
武汉未来院固态电池中试产线。 通讯员 供图
而郭新团队研发的固态电池，采用固态电解质取代传统有机电解液，从而进一步提高电池的安全性和性能。“听起来不难，但开发难度就如攀登珠峰。”郭新介绍，这一技术需要在电解质材料的选择与制备、界面稳定性、离子导电率、充放电循环寿命等领域开展攻关，每一步都是技术瓶颈。
以市场需求拉动创新更显活力。仅用半年时间，项目就形成从研发、生产、测试验证到电池成品的全流程生产线，比预计时间缩短了一半。
武汉未来院固态电池中试产线。 通讯员 供图
今年5月，项目已完成数批电芯的生产，同时进行了液态和固态电解质匹配验证试验，各项数据有明显提升，该产线研发的固态电池具备高安全性、超宽工作温域、高能量密度和快速充电及成本可控等特点。
所谓温域，指的是电池能够正常工作的最高与最低温度区间，对于电池的性能和安全性至关重要。“我们研发的固态电池采用高安全性的固体材料，从零下40℃到120℃都能正常工作，用钢针扎透也不会冒烟起火。”郭新介绍。
在武汉未来院中试基地里，实验人员用尽各种办法试图“摧残”电池，用钢针刺、用沸水煮、用干冰冻、用剪刀剪……然而，一块块固态电池“饱经风霜”后，仍然维持着良好性能。
工作人员正在为固态电池进行针刺实验。
如今的郭新，另一身份是固态离子能源科技(武汉)有限公司创始人兼首席科学家。依托中试平台，固态电池有望明年在这一新公司实现量产，应用于手机、平板、无人机、可穿戴设备、两轮电动车等消费类电子产品，目前正在和厂商对接，已有不少意向订单。随着技术革新和产品迭代，未来还将拓展至大型储能电池及新能源汽车领域。
郭新表示，接下来项目团队将对不同工艺路线带来的成本差异、产品良率和一致性等关键因素进行验证，以解决产业化过程中的最后瓶颈，为全面量产做好准备。
武汉未来院固态电池中试产线。 通讯员 供图
据悉，武汉未来院自2022年6月投入运行以来，立足产业需求，以未来技术项目为基础，特别着意于从华中科技大学优势学科的科研成果中“优中选优”进行中试熟化。成立不到两年的未来院，已取得一系列进展。
【来源：长江日报】
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吉利汽车发布新一代刀片电池，已通过“八针同刺”试验
界面新闻记者 | 庄键
又一家车企发布自研自产的动力电池新品。
6月27日，吉利汽车发布神盾短刀电池，其采用磷酸铁锂体系，电芯能量密度达到192 Wh/kg。电芯是组成电池包的最小单元。
磷酸铁锂电池和三元电池是目前动力电池的两种主要技术路线，前者目前已成为国内新能源汽车的主流。在磷酸铁锂体系下，神盾短刀电池的能量密度属于行业第一梯队，但并非最高水平。
2022年，宁德时代(300750.SZ)就曾披露，其磷酸铁锂电芯产品能量密度可达到200 Wh/kg。国轩高科(002074.SZ)在去年对外宣布，该公司在磷酸铁锂电池方面已拥有能量密度210 Wh/kg的电芯量产能力。动力电池能量密度的高低，决定了新能源汽车的续航里程。
吉利汽车此次发布短刀电池，是相对长刀电池而言的电池类型。比亚迪(002594.SZ)在2020年发布了长度为96厘米的刀片电池，神盾短刀电池的长度则为58厘米。
在神盾短刀电池的发布会上，吉利汽车集团副总裁、中央研究院院长李传海称，经过反复研究和论证，长刀并不是刀片电池的最优解。
他解释称，在长刀电池中，锂离子和电子在正负两极的转移路径过长，导致内阻及热量过大，带来更多的安全隐患和性能衰减，因此吉利汽车选择了结构尺寸更短的短刀电池形态。
短刀电池的概念并非吉利汽车首创。锂电池企业蜂巢能源在2021年推出其第一代短刀电池，并宣布要实现全域产品短刀化。根据不同产品类型，蜂巢能源的短刀电池长度在30-60厘米之间。蜂巢能源目前已推出第二代短刀电池，能量密度达到188 Wh/Kg。
蜂巢能源董事长杨红新曾介绍称，短刀电池的优势，首先是体积能量密度的提升，因为它的成组效率更高。其次，短刀产品会减少连接件和结构件，降低电池系统的整体成本。
他还补充称，短刀化能提升电池的安全性，电池厚度对安全性的影响很大，越薄的电池越安全。
吉利汽车的上述产品发布会披露，就电池安全而言，神盾短刀电池通过了“八针同刺”试验，即八根直径5毫米的钢针同时穿刺电芯，导通正负极造成短路，并静置1小时，电芯不冒烟、不起火、不爆炸。
通常情况下，针刺实验只使用一根钢针进行电芯的穿刺。李传海介绍称，采用八针同刺的试验方式是为了体现神盾短刀电池的安全性。就目前而言，针对锂离子电池的检测并不强制要求进行类似的针刺实验。
此外，神盾短刀电池的循环寿命可达3500圈，相比行业平均寿命提高40%，行驶里程可达100万公里。
作为刀片电池的技术首发者，比亚迪据称将在今年8月发布性能更为优异的第二代刀片电池，但界面新闻并未从该公司证实此消息。
神盾短刀电池将在吉利银河E5率先搭载，该款纯电SUV预计于8月上旬上市。根据规划，该款电池的电芯计划在位于江苏盐城的电池基地生产，这座电池工厂的年产能为12 GWh。神盾短刀电池的电池包则将在贵阳基地生产。
吉利汽车将成为又一家自研并自产动力电池的整车企业。比亚迪、长城汽车和广汽集团目前均已拥有动力电池业务，分别为弗迪电池、蜂巢能源和因湃电池。今年前5个月，这三家电池公司都进入了国内动力电池装车量前15位，分别排名第2、第6和第15位。
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