5月15日,在CIBF2025展會(huì)期間,聚圣科技發(fā)布超高比能原位固態(tài)一體化軟包電池——聚圣?固能1號(hào),在電芯層級(jí)實(shí)現(xiàn)高安全、高比能、高倍率、長(zhǎng)壽命、寬溫域和低成本這六個(gè)維度的突破。
圖為聚圣科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家韋偉峰
??聚圣?固能1號(hào)電芯六維突破
??據(jù)聚圣科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家韋偉峰介紹,聚圣?固能1號(hào)電芯能量密度高達(dá)400Wh/kg、循環(huán)壽命超1000次,支持4C快充、-40~100℃環(huán)境下正常工作,并通過5mm針刺試驗(yàn),且實(shí)現(xiàn)低成本。
??聚圣?固能1號(hào)單體電芯能量密度高達(dá)400Wh/kg,系統(tǒng)能量密度可達(dá)320Wh/kg,這意味著在相同的重量下,該款電芯能夠存儲(chǔ)更多的電量,可以為航空器提供更強(qiáng)勁的續(xù)航能力。
??循環(huán)壽命方面,韋偉峰表示,該款電芯超1000次的循環(huán)壽命,不僅降低了航空器更換電池的頻率和成本,同時(shí)提高了電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,從而降低總體運(yùn)營(yíng)成本。
??快充能力是先進(jìn)電池技術(shù)的重要指標(biāo)之一,該款電芯支持4C快充,能夠在更短的時(shí)間內(nèi)為航空器補(bǔ)能,大幅節(jié)省充電時(shí)間,提高航空器運(yùn)營(yíng)效率。
??工作溫域方面,韋偉峰指出,該款電池能夠在-40~100℃的超寬溫度范圍內(nèi)正常工作,可以有效緩解電池在極端溫度下性能下降,甚至無法工作的痛點(diǎn)。
??安全性一直是電池技術(shù)發(fā)展中備受關(guān)注的話題,聚圣?固能1號(hào)通過了5mm針刺試驗(yàn),意味著該電池在安全性能方面滿足行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)要求。
??聚圣?固能1號(hào)通過其一系列自研的材料技術(shù),不斷縮小固態(tài)電池與目前液態(tài)鋰電池的成本差距,這也為固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化提供了關(guān)鍵突破口,技術(shù)代際更替的窗口正在被加速打開。
??聚圣?固能1號(hào)電芯高性能背后技術(shù)揭秘
??聚圣?固能1號(hào)電芯高性能的表現(xiàn)離不開創(chuàng)新的一系列先進(jìn)技術(shù)。據(jù)了解,原位固態(tài)化電解質(zhì)技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)包括高交聯(lián)互穿型聚合物骨架技術(shù),并結(jié)合其獨(dú)特的界面設(shè)計(jì),可以增強(qiáng)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,電壓穩(wěn)定窗口提升至>5V;同時(shí)使離子電導(dǎo)率>5mS/cm,大幅提高電池內(nèi)部的離子傳輸效率,進(jìn)而提升電池的整體電化學(xué)性能。
??第二個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)是高倍率富鋰錳基正極材料技術(shù)。韋偉峰介紹,這一技術(shù)可以使正極克容量>260mAh/g,壓實(shí)密度可達(dá)3.3g/cm3,倍率性能最高達(dá)到10C。
??同時(shí),高容量預(yù)鋰化硅負(fù)極材料技術(shù)可以使負(fù)極克容量>1800mAh/g,且體積膨脹減少30%。
??硅基負(fù)極材料雖然具有較高的理論克容量,但在充放電過程中容易發(fā)生較大的體積膨脹,而導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)被破壞,進(jìn)而影響電池的循環(huán)壽命和穩(wěn)定性。韋偉峰指出,聚圣?固能1號(hào)電芯的負(fù)極創(chuàng)新技術(shù)可以有效解決該問題,這也使新型硅基負(fù)極材料能夠更好地應(yīng)用于實(shí)際固態(tài)電池的生產(chǎn)中。
??聚圣科技固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化布局
??韋偉峰表示,聚圣?固能1號(hào)的目標(biāo)市場(chǎng)主要是低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的電動(dòng)航空市場(chǎng),充分發(fā)揮其高安全、高比能、高倍率、長(zhǎng)壽命、寬溫域和低成本的優(yōu)勢(shì)。
??針對(duì)業(yè)務(wù)整體布局,韋偉峰表示,聚圣科技已規(guī)劃航空動(dòng)力、大動(dòng)力(乘用車用動(dòng)力電池)和小動(dòng)力(機(jī)器人、兩輪車用動(dòng)力電池)三大業(yè)務(wù)板塊。
??對(duì)于固態(tài)電池在不同應(yīng)用市場(chǎng)的前景,韋偉峰指出,超高能量密度固態(tài)鋰離子電池目前不太可能應(yīng)用于電動(dòng)兩輪車市場(chǎng),因?yàn)樵撌袌?chǎng)對(duì)價(jià)格比較敏感,固態(tài)電池尚不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但在高安全、長(zhǎng)續(xù)航的市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)下,未來亦有應(yīng)用可能。
??隨著制造成本的不斷降低,以及對(duì)安全性、能量密度的更高追求,固態(tài)電池未來在乘用車市場(chǎng)有望進(jìn)一步提高滲透率。其中,憑借低成本優(yōu)勢(shì),韋偉峰認(rèn)為富鋰錳基正極材料的市場(chǎng)發(fā)展空間具有潛力,這也是聚圣科技持續(xù)迭代其富鋰錳基正極材料的主要原因之一。
??韋偉峰介紹,聚圣科技固態(tài)電池的正極、負(fù)極、電解質(zhì),通過采買部分基礎(chǔ)材料,再進(jìn)行自行改造、加工的方式,不僅可以降低電池主材的制造成本,而且將核心材料創(chuàng)新技術(shù)掌握在自己手中。聚圣科技原位固態(tài)一體化軟包電池產(chǎn)品所采用的“聚圣固能技術(shù)”,專利達(dá)81項(xiàng)。
??固態(tài)電池迭代規(guī)劃方面,韋偉峰表示,聚圣科技堅(jiān)持量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲(chǔ)備一代的模式。聚圣科技第一代固態(tài)電池已于2025年開始量產(chǎn)交付,這次發(fā)布的400Wh/kg固能1號(hào)將于2026年批量生產(chǎn)銷售,下一代全固態(tài)鋰金屬電池也在研發(fā)中,瞄準(zhǔn)雙500指標(biāo)(500Wh/kg能量密度和500周循環(huán)壽命)。