昆仑新材发布固态电解质、高硅体系电解液等多项重磅新技术

发表时间:2024-03-01 09:39

作为近年来成长最快的电解液厂商头部企业之一,昆仑新材在电解液、动力电池领域深耕二十年,建立起了一支卓越全面高效的研发团队,并在电解液各个领域均进行了深入布局,所谓厚积“博”发、水到渠成。近期,该公司陆续公布了在固态电池、超快充、高能量密度、高安全和硅负极电池领域的多项重磅新技术。

  凭借在电解液领域的技术研发积淀,昆仑新材紧抓新能源锂电材料产业风口,相继创研新型电解液产品,充分展示了公司具有丰富的技术储备和强悍的科研实力。

卡位固态电池

推出“Super-trolyte”系列固态电解质方案

  锂电行业发展至今,固态电池的概念虽然普及已经完成,但其在产业层面上暂时未有重大突破。

  2023年以来,多家车企宣布加速布局固态电池,预计半固态电池搭载汽车主要集中于2024年-2025年。对于更高能量密度电池需求的诸如金属锂的负极材料和需要耐更高电压的正极材料,普通的液态电解液难以做到兼容,因此短期内半固态电池/准固态电池的前景更加广阔。

  长期来看,为了进一步提高能量密度需采用固态电解质完全替代液态电解液。固态电池的产业发展路线是从液态电解液电池先过渡到固液混合电解质,最终向全固态电解质发展。固态电解质可以满足诸多条件,包括高离子导率、宽电化学窗口、高锂离子选择性(即高锂离子迁移率),优异的机械性能等。

  作为一家具有长期历史沉淀的电解液公司,昆仑新材自2020年就开始与国内外科研院所合作并开发固态电池所需的相关技术,公司在凝聚态电解质,氧化物固态电解质,硫化物固态电解质和聚合物固态电解质方向上广泛重点开发新技术,服务于广大客户。

  在专利布局方面,昆仑新材在固态电解质和全固态电池方向的发明专利5篇,其中包含硫化物3篇和氧化物2篇。另外,昆仑新材也布局了凝胶电解质方向的专利;对于半固态/全固态/凝胶方向上均有技术布局。

固态电解质- Super-trolytes-样品示例

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  在固态电解质的基础上,昆仑新材现已实现实验室级电解质膜的制作。

  据悉,昆仑新材对固态电解质的开发重心将转向固态电解质粉体材料掺杂改善技术、固态电解质浆料技术以及固态电解质膜的量产工艺。其中,固态电解质(膜/浆料)可定制化提供,电解质膜的厚度与电导率等特性可定制化的调整。通过固态电解质膜所制成的薄膜固态电池见下图。电池中国了解到,在固态电解质膜方面,昆仑新材已与部分国内/国际伙伴协同推进合作,相关的中试与量产日程根据市场需求确定。

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  据昆仑新材介绍,目前市场主流的LATP、硫化物、凝胶电解质,公司已向国内外大客户送样,并得到积极反馈;公司固态电解质slurry等产品,吸引了主流固态电池客户和国际车企的强烈合作意愿。

  在新材料发展的快速路上,昆仑新材紧密调研固态电池和固态电解质的产业发展态势、发展方向和发展节奏;与广大友商以及客户合作,重点地在氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、凝胶电解质的技术方向上整合和开发新技术,解决电极与电解质界面的稳定性问题、电解质的性能稳定性问题等。

布局下一代电池

重磅发布“鲲”系列产品

  昆仑新材技术团队重磅推出昆仑全新的“鲲”系列产品(英文:ROClyte)。

  目前针对高能量体系,包括大储能、大圆柱、高电压等方向,在能量密度提升的同时,浸润性变差,导致诸多界面问题产生。基于此需求,昆仑新材技术团队定向开发新型添加剂鲲-ROClyte-N508,该产品对于高低温性能及循环性能都有极大的提升。

  除了新型添加剂鲲-ROClyte-N508外,该系列产品还包含:在钠离子电池电解液方面,耐高电压性能出色的新型溶剂“鲲-ROClyte-N507”。相比常规的碳酸酯溶剂,使用该溶剂的电芯产品在充放电倍率、高低温适应、循环寿命等各方面都有着更加优异的表现。

  在快充电解液方面,昆仑研发团队提出了以LiFSi为主、“鲲-ROClyte-N863”新型添加剂为辅的复合锂离子电解质方案。此方案相较于其他常规电解液产品,具有高电导率、更低的粘度的优势,同时高温性能更加优越,能很好适应高倍率充电带来的电池温度升高问题。

  为了提升锂电池安全性,昆仑新材还开发了全新锂电池热失控解决方案——“鲲-ROClyte-GEL-A+B”。该产品采用二注法方案,通过工艺改进帮助电池产品实现了“高能量密度、电池高安全性和出色电化学性能”的兼顾。

  不仅如此,昆仑新材的研发团队还针对液态锂离子电池路线布局了多种高安全技术方案:譬如新型溶剂“鲲-ROClyte-N11+含磷阻燃剂FPN”和“鲲-ROClyte-HCL”电解液,前者通过新型溶剂和添加剂实现阻燃,后者则采用高浓度锂盐电解液/离子液体,保证电池安全。

  上述产品不仅能提升电池的安全性,同时还不损失对应电池体系电化学性能。为今后电池产品向高镍/硅基负极、半固态凝聚态电池、钠离子电池等路技术的线迭代演进,提供了可靠的方案支撑。

  “鲲之大,不知其几千里也!”显然,昆仑新材推出上述全新的“鲲”系列产品,是有着深刻寓意。

快充!高安全!高硅!

“昆仑快梭”“昆仑安盾”“昆仑高硅”助力提升产品性能

  昆仑新材(湖州)研发团队重磅推出“昆仑快梭”“昆仑安盾”“昆仑高硅”三款新产品。

  该系列产品主要解决当下新能源汽车面临的“高倍率快充”“高安全性能要求”“硅基负极发展需要”等问题,有助于动力电池产品性能提升,为广大消费者带来更好的产品体验。

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  具体来看,“昆仑快梭”电解液采用“复合型低阻抗电解液成膜添加剂+低电荷转移阻抗新型电解质+低粘度溶剂体系”三合一开发思路,主要应用于快充快放并且满足长循环的磷酸铁锂电池产品。经客户端应用测试,可以满足5C充放/8000周循环的水平,较好地解决了电池产品高倍率快充下循环寿命短的问题。

  “昆仑安盾”电解液则使用了复合型阻燃剂,通过在界面上形成稳定的钝化界面,采用不同挥发性的阻燃剂、逐次释放确保电池失控的过程中电解液对自由基的吸收。主要适用于NCM622以及NCM811体系。通过测试,该配方可以有效提升6系和8系三元电池的安全性,相关产品针刺测试均可做到不起火、不爆炸。

  “昆仑高硅”系列适用于高硅体系。新型添加剂RNC020、RNC515可以替代FEC的电解液氟代添加剂,可以解决硅负极体系中由FEC引起的高温产气问题,从而帮助高硅负极应用推广,助力动力电池能量密度再上一个台阶。

  除此之外(湖州)研发团队重点开发产品还有汽车启停电源用电解液—KLH-QT03F,可以满足电池70C以上的脉冲放电;应用于FeS2电池的电解液—KLH-SBFS12,现已在进行中试;应用于无人机项目上的锂离子电池电解液—KLH-GF6011,可以在-30度~70度宽温域的条件下使用,满足3-5C放电;低温型一次锂锰电池电解液—KLH-M307A,可以满足电池在-40℃的条件下的使用;低温启停钠离子电池用电解液—KLH-2012B;以及适用于20Ah 4695的磷酸铁锂大圆柱用电解液—KLH-YS2010。

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来源:电池中国

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