聚焦世界動(dòng)力電池大會(huì)｜LG新能源謀局下一代電池技術(shù)：鋰硫、鋰金屬電池和全固態(tài)電池

作為全球動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代最主要的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，韓國(guó)LG新能源透露了公司下一代電池技術(shù)的蓄力方向。

在6月9日于宜賓召開(kāi)的2023世界動(dòng)力電池大會(huì)上，LG新能源副總裁孫權(quán)男表示，LG新能源持續(xù)投入研發(fā)基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰硫電池和鋰金屬電池，以攻克當(dāng)前鋰離子電池的能量密度限制；開(kāi)發(fā)高度穩(wěn)定的不含液態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池，以克服電池安全難題。更值得注意的是，公司仍然在致力于被業(yè)內(nèi)認(rèn)為不過(guò)是“中間過(guò)渡路線”的半固態(tài)電池的商業(yè)化。

在演講中，孫權(quán)男也透露了這幾大電池路線的研發(fā)目標(biāo)。其表示，“首先，我們計(jì)劃在2026年前實(shí)現(xiàn)‘安全改進(jìn)型’聚合物基半固態(tài)電池商業(yè)化。隨后，我們將使用更高容量的負(fù)極，如硅或金屬鋰，來(lái)提升能量密度。最后，隨著硫化物基全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)，我們將能夠?qū)崿F(xiàn)電池級(jí)別沒(méi)有火災(zāi)和爆炸的絕對(duì)安全。”

“此外，計(jì)劃到2027年和2028年分別開(kāi)發(fā)出基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰硫電池和鋰金屬電池，我們將克服能量密度的限制，實(shí)現(xiàn)最高的比能量和能量密度。”孫權(quán)男說(shuō)。

孫權(quán)男在演講中表示，30年來(lái)，電動(dòng)汽車電池的性能一直在提升。LG新能源致力于憑借創(chuàng)新的正負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)能量密度提升和快速充電，通過(guò)制造創(chuàng)新降低成本，并通過(guò)安全性強(qiáng)化隔膜技術(shù)全面提升安全性。

“現(xiàn)在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩糁鲗?dǎo)的市場(chǎng)化驅(qū)動(dòng)。隨著電動(dòng)汽車的商業(yè)價(jià)值和潛在用戶的滿意度提升，購(gòu)買偏好的增加，電動(dòng)汽車在各個(gè)國(guó)家的細(xì)分市場(chǎng)呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)。下一代電動(dòng)汽車需要什么性能才能超越當(dāng)前的燃油汽車？”

孫權(quán)男認(rèn)為，首先，每次充電的續(xù)航里程將超過(guò)600公里。第二，電池將在20分鐘內(nèi)完成80%高效快充，并擁有質(zhì)保10年和行駛超過(guò)30萬(wàn)公里的保障。第三，購(gòu)買平價(jià)而言，成本將與燃油車相當(dāng)。最后，必須具備無(wú)虞的安全問(wèn)題。

下一代電池應(yīng)滿足的需求

因此，“在下一代電池技術(shù)方面，我們需要克服目前鋰離子電池的局限，開(kāi)發(fā)新的電池體系，專注于續(xù)航里程和安全性提升。”孫權(quán)男說(shuō)。

首先是高能量密度、輕量化的鋰硫電池。由于使用了容量更高、密度更低的硫正極和鋰負(fù)極活性材料，電池最高比能量超過(guò)500Wh/kg。

“由于硫是最便宜的正極活性材料，與鋰離子電池相比，我們可以降低30%至40%的材料成本。這種輕型電池將應(yīng)用于航空，如高空偽衛(wèi)星和城市空中交通系統(tǒng)，以及重型電卡和電動(dòng)大巴等商用車。”孫權(quán)男說(shuō)。

基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰硫電池

與此同時(shí)，LG新能源一直在開(kāi)發(fā)高體積能量密度的鋰金屬電池。電池體積密度能夠達(dá)到約1000Wh/L，采用薄鋰金屬負(fù)極。“為了提高耐久性和循環(huán)壽命，我們一直在通過(guò)開(kāi)發(fā)穩(wěn)定的電解質(zhì)、保護(hù)層和先進(jìn)的材料來(lái)提高鋰金屬負(fù)極的可逆性。這種鋰金屬電池將適用于高續(xù)航里程的電動(dòng)車和機(jī)器人，它們需要在有限的體積內(nèi)獲得更高的能量。”孫權(quán)男說(shuō)。

基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰金屬電池

此外，LG新能源一直在開(kāi)發(fā)高度穩(wěn)定、不含液態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池，以實(shí)現(xiàn)電池的絕對(duì)安全，避免電池層面上的起火。

據(jù)孫權(quán)男介紹，LG新能源的全固態(tài)電池是基于硫化物體系，具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：與氧化物基全固態(tài)電池相比，它無(wú)需高溫?zé)Y(jié)工藝，具有更高的離子導(dǎo)電率和軟力學(xué)性能。與半固態(tài)電池相比，因?yàn)榱阋后w系統(tǒng)和100攝氏度以上的卓越耐高溫性，全固態(tài)電池可謂是最安全的電池。

基于硫化物體系的全固態(tài)電池

不過(guò)，據(jù)孫權(quán)男介紹，LG新能源也在開(kāi)發(fā)基于聚合物的半固態(tài)電池。在其看來(lái)，這種半固態(tài)電解質(zhì)有也優(yōu)點(diǎn)。第一，可以使界面接觸緊密。第二，能夠更輕易地實(shí)現(xiàn)混合化學(xué)體系。第三，在工藝和系統(tǒng)方面，可以使用大多數(shù)鋰離子電池的制造設(shè)施，與其它全固態(tài)電池相比，不需要高壓來(lái)操作電芯。

“為了實(shí)現(xiàn)下一代電池并將其商業(yè)化，我們不僅進(jìn)行從材料到制造技術(shù)的內(nèi)部研發(fā)，還與許多大學(xué)、初創(chuàng)公司和研究人員合作。”孫權(quán)男說(shuō)。