上海洗霸科技股份有限公司(股票代码:603200)与中国科学院上海硅酸盐研究所张涛研究员团队、复旦大学赵东元院士团队在固态电池整体解决方案领域开展产研合作及股权合作,致力于固态电池先进材料技术研发、工艺完善、产业化制造工作。已主持多个国家级和上海市级科研项目,突破了固态电池领域中的核心关键技术瓶颈——水稳定性固态电解质材料与近零膨胀的硅基负极材料,显著提升了电池产品的能量密度、安全性和超长循环寿命。
相关固态电池材料理论上可应用于手机等消费电子产品、心脏起搏器等智能穿戴设备、垂直起降飞机(起飞重量2.1~2.8吨)、无人机、智能机器狗(负重50~80公斤、最高时速度22公里)、关键枢纽中心与指挥中心的固态储能电芯、工业自动化母机等场景。目前,部分客户采用公司固态电解质粉体、浆料、近零膨胀的硅碳负极材料已通过多轮测试,结果符合预期;部分应用场景的半固态电池产品制造已完成,半固态电池已在测试阶段,测试结果及半固态电池产品的新品发布会按监管规定适时发布。
团队背景
赵东元:中国科学院院士、发展中国家科学院(TWAS)院士,复旦大学化学与材料学院院长,上海市吴淞材料实验室主任,国际介观结构材料协会(IMMA)主席。以《有序介孔高分子和碳材料的创制和应用》获国家自然科学奖一等奖。荣获上海市科技功臣奖、陈嘉庚科学奖等。赵东元院士是功能介孔材料领域的引领者,创制了20余种以复旦大学命名的功能介孔材料。
张涛:中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师,中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料研究中心书记、主任,国家万人计划科技创新领军人才、英国皇家化学会会士。上海千人计划、中国科学院百人计划入选者、国际电化学能源科学院理事。在电化学储能材料及器件领域发表SCI论文100余篇。主译2019年诺贝尔化学奖获得者吉野彰(日)专著《电池引发的能源革命》。
王炜:全国劳动模范,上海洗霸(股票代码:603200)创始人、董事长,全日制工学博士,携团队在材料科学领域耕耘已超过三十二年,具备坚实的技术储备与丰富的产业化经验。毕业于厦门大学物理化学专业;师从蔡启瑞资深院士①;老师与二师兄万惠霖资深院士②、学长田中群院士③、学长孙世刚院士④,及学长杨勇教授⑤皆为电化学等领域内的物理化学家、电化学大教授。于加州大学伯克利分校师从李远哲⑥院士。
王炜与蔡启瑞院士
王炜与万惠霖院士
王炜与李远哲院士
《固态电化学》杨勇主编
《电池引发的能源革命》张涛主译
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①蔡启瑞(1914/1/7~2016/10/3):物理化学家,中国催化科学研究与配位催化理论概念的奠基人和开拓者,中国科学院(学部委员)资深院士。1956 年任厦门大学化学系教授,1980 年当选为中国科学院学部委员(院士)。
②万惠霖(1938/11/20~2024/4/28):物理化学家,中国科学院院士,厦门大学化学化工学院首任院长、教授、博士生导师。1997 年当选为中国科学院院士;2010 年获得中国催化成就奖。
③田中群:物理化学家,中国科学院院士,厦门大学教授、博士生导师。担任固体表面物理化学国家重点实验室主任、国际电化学学会主席等。
④孙世刚:物理化学家,中国科学院院士,厦门大学教授、博士生导师。英国皇家化学会会士、国际电化学会会士、中国化学会第三十届理事会副理事长。
⑤杨勇:厦门大学教授、博士生导师。获国际电池材料协会(IBA)技术成就奖、中国化学会电化学贡献奖等。主编《固态电化学》。
⑥李远哲:著名化学家,1986 年诺贝尔化学奖获得者,美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士、德国哥廷根科学院院士、台湾“中央研究院”院士、宗座科学院院士、美国加州大学伯克利分校荣誉退休教授。
核心产品
(1)锂离子电池氧化物固态电解质(LLZTO)粉体:基于锂供体反应技术提出电解质相变策略,制备对空气本征稳定的石榴石型电解质,从根本上消除其与H2O和CO2之间的化学反应,增强石榴石型电解质材料对空气和水的稳定性;以先进的固态阻燃电解质技术解决了安全问题,使得电池能量密度及充放电速率大幅提升;采用先进的制备技术实现多尺寸、高致密(>99%)氧化物固体电解质热压陶瓷片批量化生产;基于关键界面技术,实现固态锂电池循环超1250次(1C),处于同类电池领先水平。
(2)介孔碳基材料:以赵东元院士获国家自然科学奖一等奖的“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”为载体,开发出的具有高比表面积、高孔隙率和高连通性等特性的均孔碳基骨架。提出了有机-有机自组装新思想,颠覆了多孔碳活化制备策略,创制了有序介孔碳材料,实现了有序介孔碳材料孔道结构、微纳结构和功能的精准调控。孔径分布集中且均一,完全有序介孔结构,无融合大孔,根据需要可控可调,基于均孔碳基构筑的硅碳负极在极片膨胀率和倍率性能方面具优势。
(3)新型硅碳负极(近零膨胀)材料:利用有序孔道结构诱导硅烷均匀沉积(CVD),提出了有序硅碳负极的概念,通过原位表征技术确认了高容量近零膨胀硅碳负极材料的成功构筑。采用界面灌注/沉积策略,利用孔道的空间限域作用,在介孔碳孔道内部部分填充超小单质硅颗粒,从根本上解决了硅碳负极表观膨胀难题,构筑了新型高容量近零膨胀均孔碳基碳硅负极材料,具有容量高、首效高、高稳定性等优点。
制成进程
2024年2月,由上海洗霸作为主要起草单位的《硅基负极材料》团体标准(T/CIET379-2024)由中国国际经济技术合作促进会标准化工作委员会首次发布实施,标志着锂离子电池硅基负极材料在技术标准化、提升行业规范性、促进技术交流与合作等方面具有里程碑意义。上海洗霸参与了《硅基负极材料》的技术要求、分类代号、试验方法、检验规则等重要标准制定工作,展示了公司在锂离子电池硅基负极领域的技术实力与行业地位。
截止2024年11月,上海洗霸及其控股公司于先进材料业务领域已获《一种锂镧锆氧/钴酸锂复合材料及其制备方法和应用》、《一种固态锂金属电池及其制备方法》、《一种有机-无机复合准固态电解质以及准固态锂电池》等授权专利6项;已获受理《一种均质硅碳负极材料及其制备方法和应用》、《介孔多层螺旋状手性氮掺杂碳纳米球及其制备方法与应用》专利2项,另有《一种空气稳定的固态电解质及其制备方法和应用》、《一种阻燃有机-无机复合固态电解质及其制备方法与应用》专利2项正在实审阶段。
依托公司与中国科学院上海硅酸盐研究所张涛研究员团队组建的《联合创新实验室》,固态电池相关产品的开发设计与制成进程正在加速推进。2024年4月,上海洗霸通过 IATF 16949:2016认证(全球汽车行业的技术规范和质量管理标准)。目前,均孔碳基已建成产能10吨/年,百吨/年产线在建中(江苏连云港),千吨/年产线筹划中;硅碳负极一代产品已建成产能500吨/年(浙江湖州),5000 吨/年产线筹划中;锂离子电池氧化物固态电解质(LLZTO)粉体已建成产能20吨/年(上海松江)。公司锂离子电池固态电解质粉体与浆料、新型硅碳负极材料已完成数十个批次送货,覆盖数十家行业头部客户,通过了材料、电芯和终端三个层级客户的验证。
固态电池中的固态电解质粉体、隔膜负极侧电解质涂覆、正极电解质粉体掺混与负极电解质粉体掺混、新型硅碳负极与硅碳负极材料中的介孔碳基材料均会采用公司或相关控股子公司生产的先进电池材料,理论上可规模应用于低空经济垂直起降航空器(eVTOL)、无人机、消费电子与智能穿戴、新能源汽车等实际场景。
控股子公司
(1)上海科源固能新能源科技有限公司:由上海洗霸和中国科学院上海硅酸盐研究所张涛团队于2022年11月16日共同创立于上海市虹口区。聚焦于固态电解质材料及薄膜技术,成功开发了耐水固态电解质材料,突破了高分散、高稳定水/油系浆料制备工艺,具备固态电解质薄膜量产能力,与其他企业合作形成了多规格、多尺寸的大面积成卷产品,满足固态电池产业化应用的需求。已成功完成固态锂离子电池氧化物电解质粉体工业化量产技术工艺包,规划了单线年产二十吨级标准工业化产能。目前处于产线消缺、产品品质优化、多品种多型号粉体试产阶段。
(2)浙江领硅科技有限公司:由上海洗霸科技股份有限公司(股票代码:603200)和上海七竹咨询管理合伙企业(有限合伙)(硅碳负极工业化团队)于2024年4月2日成立于浙江省湖州市。主营新型硅碳负极材料的研发、生产与销售,目前具有多项核心技术包括硅定向沉积技术,粉体工程技术,碳基掺杂改性技术,均质碳硅技术,人造铠甲技术,硅量子限域技术。已建成500吨/年的硅碳产能,并通过了知名车企的C样验证。拥有超70人规模的团队,其中核心成员都拥有多年的锂电池材料科研实力,在硅基材料领域都有丰富的经验。
(3)山东复元新材料科技有限公司:由复旦大学赋权改革政策实施创办的第一家创新型企业,以赵东元院士2020年度国家自然科学一等奖“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”为载体,2022年与上海洗霸合资共同成立于山东济南。公司目前核心产品是面向高性能硅碳负极的有序介孔碳材料,广泛应用于低空经济垂直起降航空器(eVTOL)、无人机、消费电子与智能穿戴、新能源汽车等实际场景。
原文始发于微信公众号(上海洗霸):应用在消费电子的上海洗霸半固态电池取得实质性进展
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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