作為近年來成長最快的電解液廠商頭部企業之一,昆侖新材在電解液、動力電池領域深耕二十年,建立起了一支卓越全面高效的研發團隊,并在電解液各個領域均進行了深入布局,所謂厚積“博”發、水到渠成。近期,該公司陸續公布了在固態電池、超快充、高能量密度、高安全和硅負極電池領域的多項重磅新技術。
憑借在電解液領域的技術研發積淀,昆侖新材緊抓新能源鋰電材料產業風口,相繼創研新型電解液產品,充分展示了公司具有豐富的技術儲備和強悍的科研實力。
01
卡位固態電池
推出“Super-trolyte”系列固態電解質方案
鋰電行業發展至今,固態電池的概念雖然普及已經完成,但其在產業層面上暫時未有重大突破。
2023年以來,多家車企宣布加速布局固態電池,預計半固態電池搭載汽車主要集中于2024年-2025年。對于更高能量密度電池需求的諸如金屬鋰的負極材料和需要耐更高電壓的正極材料,普通的液態電解液難以做到兼容,因此短期內半固態電池/準固態電池的前景更加廣闊。
長期來看,為了進一步提高能量密度需采用固態電解質完全替代液態電解液。固態電池的產業發展路線是從液態電解液電池先過渡到固液混合電解質,最終向全固態電解質發展。固態電解質可以滿足諸多條件,包括高離子導率、寬電化學窗口、高鋰離子選擇性(即高鋰離子遷移率),優異的機械性能等。
作為一家具有長期歷史沉淀的電解液公司,昆侖新材自2020年就開始與國內外科研院所合作并開發固態電池所需的相關技術,公司在凝聚態電解質,氧化物固態電解質,硫化物固態電解質和聚合物固態電解質方向上廣泛重點開發新技術,服務于廣大客戶。
在專利布局方面,昆侖新材在固態電解質和全固態電池方向的發明專利5篇,其中包含硫化物3篇和氧化物2篇。另外,昆侖新材也布局了凝膠電解質方向的專利;對于半固態/全固態/凝膠方向上均有技術布局。
固態電解質- Super-trolytes-樣品示例
在固態電解質的基礎上,昆侖新材現已實現實驗室級電解質膜的制作。
據悉,昆侖新材對固態電解質的開發重心將轉向固態電解質粉體材料摻雜改善技術、固態電解質漿料技術以及固態電解質膜的量產工藝。其中,固態電解質(膜/漿料)可定制化提供,電解質膜的厚度與電導率等特性可定制化的調整。通過固態電解質膜所制成的薄膜固態電池見下圖。電池中國了解到,在固態電解質膜方面,昆侖新材已與部分國內/國際伙伴協同推進合作,相關的中試與量產日程根據市場需求確定。
據昆侖新材介紹,目前市場主流的LATP、硫化物、凝膠電解質,公司已向國內外大客戶送樣,并得到積極反饋;公司固態電解質slurry等產品,吸引了主流固態電池客戶和國際車企的強烈合作意愿。
在新材料發展的快速路上,昆侖新材緊密調研固態電池和固態電解質的產業發展態勢、發展方向和發展節奏;與廣大友商以及客戶合作,重點地在氧化物固態電解質、硫化物固態電解質、凝膠電解質的技術方向上整合和開發新技術,解決電極與電解質界面的穩定性問題、電解質的性能穩定性問題等。
02
布局下一代電池
重磅發布“鯤”系列產品
昆侖新材技術團隊重磅推出昆侖全新的“鯤”系列產品(英文:ROClyte)。
目前針對高能量體系,包括大儲能、大圓柱、高電壓等方向,在能量密度提升的同時,浸潤性變差,導致諸多界面問題產生?;诖诵枨?,昆侖新材技術團隊定向開發新型添加劑鯤-ROClyte-N508,該產品對于高低溫性能及循環性能都有極大的提升。
除了新型添加劑鯤-ROClyte-N508外,該系列產品還包含:在鈉離子電池電解液方面,耐高電壓性能出色的新型溶劑“鯤-ROClyte-N507”。相比常規的碳酸酯溶劑,使用該溶劑的電芯產品在充放電倍率、高低溫適應、循環壽命等各方面都有著更加優異的表現。
在快充電解液方面,昆侖研發團隊提出了以LiFSi為主、“鯤-ROClyte-N863”新型添加劑為輔的復合鋰離子電解質方案。此方案相較于其他常規電解液產品,具有高電導率、更低的粘度的優勢,同時高溫性能更加優越,能很好適應高倍率充電帶來的電池溫度升高問題。
為了提升鋰電池安全性,昆侖新材還開發了全新鋰電池熱失控解決方案——“鯤-ROClyte-GEL-A+B”。該產品采用二注法方案,通過工藝改進幫助電池產品實現了“高能量密度、電池高安全性和出色電化學性能”的兼顧。
不僅如此,昆侖新材的研發團隊還針對液態鋰離子電池路線布局了多種高安全技術方案:譬如新型溶劑“鯤-ROClyte-N11+含磷阻燃劑FPN”和“鯤-ROClyte-HCL”電解液,前者通過新型溶劑和添加劑實現阻燃,后者則采用高濃度鋰鹽電解液/離子液體,保證電池安全。
上述產品不僅能提升電池的安全性,同時還不損失對應電池體系電化學性能。為今后電池產品向高鎳/硅基負極、半固態凝聚態電池、鈉離子電池等路技術的線迭代演進,提供了可靠的方案支撐。
“鯤之大,不知其幾千里也!”顯然,昆侖新材推出上述全新的“鯤”系列產品,是有著深刻寓意。
03
快充!高安全!高硅!
“昆侖快梭”“昆侖安盾”“昆侖高硅”助力提升產品性能
昆侖新材(湖州)研發團隊重磅推出“昆侖快梭”“昆侖安盾”“昆侖高硅”三款新產品。
該系列產品主要解決當下新能源汽車面臨的“高倍率快充”“高安全性能要求”“硅基負極發展需要”等問題,有助于動力電池產品性能提升,為廣大消費者帶來更好的產品體驗。
具體來看,“昆侖快梭”電解液采用“復合型低阻抗電解液成膜添加劑+低電荷轉移阻抗新型電解質+低粘度溶劑體系”三合一開發思路,主要應用于快充快放并且滿足長循環的磷酸鐵鋰電池產品。經客戶端應用測試,可以滿足5C充放/8000周循環的水平,較好地解決了電池產品高倍率快充下循環壽命短的問題。
“昆侖安盾”電解液則使用了復合型阻燃劑,通過在界面上形成穩定的鈍化界面,采用不同揮發性的阻燃劑、逐次釋放確保電池失控的過程中電解液對自由基的吸收。主要適用于NCM622以及NCM811體系。通過測試,該配方可以有效提升6系和8系三元電池的安全性,相關產品針刺測試均可做到不起火、不爆炸。
“昆侖高硅”系列適用于高硅體系。新型添加劑RNC020、RNC515可以替代FEC的電解液氟代添加劑,可以解決硅負極體系中由FEC引起的高溫產氣問題,從而幫助高硅負極應用推廣,助力動力電池能量密度再上一個臺階。
除此之外(湖州)研發團隊重點開發產品還有汽車啟停電源用電解液—KLH-QT03F,可以滿足電池70C以上的脈沖放電;應用于FeS2電池的電解液—KLH-SBFS12,現已在進行中試;應用于無人機項目上的鋰離子電池電解液—KLH-GF6011,可以在-30度~70度寬溫域的條件下使用,滿足3-5C放電;低溫型一次鋰錳電池電解液—KLH-M307A,可以滿足電池在-40℃的條件下的使用;低溫啟停鈉離子電池用電解液—KLH-2012B;以及適用于20Ah 4695的磷酸鐵鋰大圓柱用電解液—KLH-YS2010。
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