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一年攻克锂电世界级难题
news.ks.js.cn 2017/11/17 点击:- 昆山日报

在新一轮的动力电池投资热潮中,全固态电池正在成为下一代电池技术的全球“新宠”。一年前,英国富豪詹姆斯·戴森高调宣布投资14亿美元进军固态锂电池领域。与此同时,昆山开发区的一家电池行业创业公司也低调做着同样的布局。一年后的今天,这家依托清华大学技术、中科院南策文院士团队的致力于全固态锂电池研发与生产的“清陶发展”,已成功开发出高能量密度全固态锂电池、大容量柔性全固态锂电池和高安全性高倍率固态锂电池三款新品,并将于明年实现量产。

作为清华大学“昆山周”活动成果之一,去年11月,清陶(昆山)能源发展有限公司正式开业,宣布进军全固态锂电池行业。同时,以“产—学—研—资—政”五位一体理念和运作模式,打造以“清陶发展”为核心的新材料产业生态和创新创业孵化体系,同步启动运营的还有清陶(昆山)新能源材料研究院、清陶(昆山)自动化装备有限公司和启迪清陶新能源材料众创工社3个项目。

“从全球来看,全固态锂电池仍处于实验室阶段,它主要面临电解质和正负极材料的集成、锂离子电导率低、生产技术和工艺等多项挑战,因此还未进入中试和产业化阶段。”南策文在接受记者采访时说。在仅仅一年的时间里,“清陶发展”不断攻克这一技术难关。清陶(昆山)新能源材料研究院院长何泓材向记者介绍了三款新品的特点:高能量密度全固态锂电池的能量密度达到 400Wh/kg,远远超过目前液态锂电池200Wh/kg左右的水平,在固态电池业内保持绝对领先;研究院还攻克柔性电池封装的技术难题,推出了首款柔性全固态锂电池。“这款电池即使经过弯折、卷曲、对折,其容量也不会明显衰减,经试验弯折1000 次以后容量衰减不超过 5%,仍然能够正常工作。”何泓材说,目前研究院正在和昆山维信诺进行对接,将在维信诺柔性手环等可穿戴电子设备上得到应用。此外,研究院还在业内率先开发出高安全性高倍率的固态锂电池,该产品即使进行针刺及剪切,也不会冒烟、起火、爆炸,并且能够正常充放电,达到了客户在特殊场合应用的需求,目前正在批量制备一批样品送样测试。

仅用一年时间,攻克全固态锂电池世界级技术难题,“清陶发展”是怎样做到的?

“我们的优势在于材料体系上的创新,我们研发出了高比容量复合正极材料和固态电解质薄膜,能够突破全固态锂电池的部分瓶颈。”何泓材说,作为国内最早开展全固态锂电池技术研发的团队之一,南策文院士团队还是我国首个固态电池相关专利技术的发明者和功能陶瓷材料领域的权威机构,一年来为研发工作贡献了强大的智力支撑。从技术研发上看,固态电解质薄膜采用物理沉积或化学涂覆的方法,可在衬底上形成具有良好离子传导特性的纳米级薄膜材料,制作微型薄膜全固态锂电池,从而实现全固态电池的芯片化。从生产工艺上看,清陶选择与一家自动设备公司合作,成立了清陶(昆山)自动化装备有限公司,致力于全固态锂电池设备和工艺的研发,加速了工艺流程的完善。目前,正在完善全固态锂电池电芯产线的规划设计,预计在明年实现量产后将成为全球首家推出真正全固态锂电池的企业。

在研发新品的同时,清陶昆山研究院申请了20多项专利,其中4项获得授权,明年专利累计申请将超过80项,初步构建固态锂电池自主知识产权体系。此外,研究院还制定了高安全性固态锂电池以及柔性固态锂电池相关的企业测试标准,并且设计开发了全固态锂电池特有的管理成组方案。

“清陶发展”从成立那天起,就受到资本市场的关注,完成了由知名投资机构“峰瑞资本”领投的两轮投资,累计融资6850万元。何泓材说,基于三款产品的成功开发,以及产业化进程不断加快,目前包括清陶昆山能源、清陶昆山研究院在内整体估值达12.5亿元,新一轮2亿元的融资也基本完成。未来,“清陶发展”将致力于建立一个全产业链的模式,实现从材料—安全高储能电池—电动车、无人机等应用—电池梯次利用—电池回收处理—原材料—材料的循环过程,真正实现清洁发展。

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