导读 以“提升锂电行业新质生产力”为主题的2024ABES-7《 第七届先进电池电解质 / 隔膜材料技术国际 论坛 暨第二届固态电解质技术与市场发展论坛 / The 7th International Forum on Electrolyte/Separator Materials for Advanced Batteries 》于202 4年6月13日在苏州成功举办，中国化学与物理电源行业协会主办，先进电池材料/ 北京毅晖信息科技有限公司承办，中国科学院物理研究所、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所特别支持，同时并得到了恩捷股份、青岛蓝科途、金力新能源、广东碳语、广东智子、利科新材、圣泰材料、旭化成等联合协办单位的大力支持。本届大会邀请了来自国内外汽车产业、3C电子、电动工具、 固态电池、钠离子电池、动力电池、锂离子电池及相关电池主材（正极、负极、隔膜、电解质、导电剂、添加剂）、等相关先进配套装备企业等350家企业单位，会议共安排了1 2个分会主题，5 4场主题报告，1个主题圆桌讨论会。700余位嘉宾出席了此次国际论坛（请看下方会议现场照片集锦）。
在 202 4 ABES- 7 ， Session2“ 机遇与挑战：先进电池 技术与固态电池技术 ”大会主题上，来自 湖南恩捷前沿新材料科技有限公司 刘洋博士 ，做了“ 恩捷硫化物固态电解质材料技术的基础研发与产业化进展 ”主题演讲。
湖南恩捷前沿新材料科技有限公司 刘洋博士
各位领导，专家，大家上午好。我是来自恩捷股份研究院的刘洋。我本次和大家汇报的题目是“恩捷硫化物固态电解质材料技术的基础研发与产业化进程”。
发展全固态电池的主要原因是碳达峰和碳中和目标对交通电气化以及规模化提出了新的要求。由于传统液态电池有电解液的存在，所以有潜在的起火爆炸风险，同时液态体系下能量密度也逐渐接近上限。全固态电池由于把传统液态电解液替代掉了，本质上有高安全性和高的能量密度的潜力。 做全固态电池有很多路径，目前主流的几个路径包括氧化物、聚合物、硫（卤）化物。湖南恩捷主要采取硫（卤）化物路线，相比其他几个路线，由于硫化物固态电解质本身高的电导率，甚至部分体系的电导率能够超过液态电解液。除此之外，硫化物固态电解质本身质地比较软，机械加工性和冷压成型性相对更好一些。再加上界面接触良好和界面电阻比较小，所以目前硫化物固态电池发展还是比较迅速的。
简单介绍一下湖南恩捷，公司于2021年12月份成立， 坐落于湖南长沙岳麓高新区，是一家专业研发、生产和销售高性能固态锂电池用硫化锂、硫（卤）化物电解质材料的技术企业。目前申请发明专利29项，其中获得授权的22件 ，多件公开或者实审中，当前研发人员超过30多人 ，包括合作的高校教授研发团队和丰富经验的工程化人员。经过两年时间，核心材料从实验室克级放大到百克级，进一步放大到公斤级到目前年产吨级的产量。预计今年9月份完成百吨级硫化物电解质材料产线的调试和正常出料。 除了中试产线之外，我们还有一些研发平台的布局，可以把硫化物电解质，粉体，电解质膜进行改进升级迭代，同时我们也有全固态电池验证平台，可以把电解质粉体，电解质膜做成模具电池、软包电池。
下面介绍一下产品布局，当前主要有三个产品，目前都已经初步形成了销售。第一个产品是硫化锂。我们的工艺相比其他的制备方法在安全性、环保方面、规模性生产方面都有一定的优势。也是经过一年多的努力，达到99.7%的纯度，粒度可以细化到1-3微米。右下图是当前湖南恩捷拥有的中试产线，是百吨级生产硫化锂和电解质的产线。
第二个产品是硫银锗矿的硫化物电解质材料。因为我们是自己生产硫化锂，又自己生产电解质，所以最大优势是成本可以控制，相对于市面上电解质成本上是有一定的优势。电解质电导率目前最高可以达到10 mS/cm以上。粒径控制方面，目前D50可以细化到3微米程度，电导率基本上满足头部电池企业的需求，而且现在已经从克级放大到公斤级产量当中。目前亚微米级别超小粒径的粉体产能在百克级，正加紧提升产能，预计今年7月份左右实现超小粒径产品公斤级出料。
第三个产品是电解质膜。受限于当前设备以及模具大小，目前做的片材是60×45毫米以及100×80毫米的电解质膜，厚度压实能到50μm，电导率1mS/cm以上，现在我们正在积极推进卷对卷湿法电解质膜小试线制备，后续小试摸透之后还会继续扩大产能同时迭代产品性能。干法膜这块我们也在关注，但还存在一些使用问题。
基础研发方面，在富氯电解质和卤化物电解质方面我们都有一些研究，能有效提高电池循环性能和耐电压能力。模具电池采用高镍以及纳米硅进行正负极，经过500圈循环，它的容量保持率可以达到80%，没有出现短路的问题。 我们还做了全固态软包电池，通过等静压，可以看到硫化物电解质膜的厚度基本上在40微米左右。然后通过叠片工艺制备成三层固态电池包。内部进行串联并联设计，可以把电池电压做到8V以上，正常给手机进行充电并能通过一些简单的安全性验证。
下面介绍一下湖南恩捷的发展战略。从2022年到2023年底已经完成了核心材料小试产线建设，小试工艺验证以及优化，从2023到2024年已经完成了核心材料中试产线建设，当前设备也具备100吨级核心原材料，包括硫化锂以及电解质的生产，并且实现了小批量供货。目前来说我们正在积极推进硫化物电解质膜连续化生产。2026-2030年，我们会继续加大核心原材料的生产能力，加大对外批量供货，并且加大在硫化物电解质膜上面的供货能力。 湖南恩捷愿景实际上跟恩捷股份愿景是一致的，我们致力于成为世界领先的硫化物固态电池核心材料研发与生产企业。 提问：非常感谢刘博士的精彩报告，我有几个小的问题。第一个是目前有没有测算一下硫化锂也好，硫化物固态电解质也好，极限成本可以做到什么样的水平？ 刘洋：极限成本也有人算过，如果只算锂和硫，极限成本能到0.5元钱一克。但是当前行业内的成本实际上离这个目标还是比较远的。 提问：恩捷对外出售的产品，价格区间能够透露一下吗？ 刘洋：因为定价其实挺挺难定的，之前也有一些头部企业问我们定价，目前来还没有完全确定下来。 提问：首先非常感谢刘洋博士的精彩演讲。关于贵司的硫化物电解质，看产品介绍里面，性能也是挺好的。我关心的一个问题就是对水气的稳定性和热的稳定性情况，能分享一下吗？ 刘洋：水分的稳定性之前也测试过，在40度40%的湿度下。长时间肯定是不行的，3-4个小时以内是可以正常使用的，再久就不太行了。我们期望在完全氮气环境下做。 提问：感谢刘博士分享。我比较好奇的是，刘博士一直分享的是关于纯硫化物固态电解质，恩捷是做隔膜比较成熟的企业，有没有那种和隔膜结合的电解质方案呢？ 刘洋：我们202 1年成立了江苏三 合 公司，专门做半固态电池，和北京卫蓝和溧阳天目先导成立的，也使用了传统PE隔膜，明天会有专题的报告。 提问：我还有一个问题，关于目前对于电解质和隔膜后续的发展方向，您是怎么样看待的？ 刘洋：传统的液态电池也经过几十年的发展，在未来十几年，甚至几十年的发展过程当中，也在不断的迭代，不断的进步，能量密度、安全性也在不断提高。我觉得未来，液态和固态电池应该是长期并存。 提问：现在湿法PE膜最薄已经做到3微米级别，在实验室样品应该有2点几微米的，量产应该是4微米左右。刚刚您发的固态电池里面的硫化物电解质隔膜有40微米左右，是吧？ 刘洋：对，最近工信部的项目也出来了，理想厚度能够正常运行是在20微米左右。 提问：而且硫化物电解质膜的力学强度现在怎么样？影响它的制程吗？ 刘洋：目前来说，如果强度稍微差一点，但它是通过叠片方式去做，目前国内水平在30微米左右，安全性还是可以的，循环寿命也还是不错的，现在主要是解决产品良率和稳定性的提高。
原文始发于微信公众号（先进电池材料）：刘洋博士：恩捷硫化物固态电解质材料技术的基础研发与产业化进展
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。
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