An vorderster Front | Zusammenarbeit mit Changan Automobile, Tailan New Energy veröffentlicht Membran-freie Festkörperbatterietechnologie

Text von | Han Yongchang 

Redakteur | Zhang Bowen

Die Festkörperbatterietechnologie hat neue Fortschritte gemacht.

Am 7. November veranstalteten Tailan New Energy und Chang'an Automobile in Chongqing eine gemeinsame Pressekonferenz zur diaphargmenlosen Festkörper-Lithium-Batterietechnologie, bei der beide Parteien gemeinsam die neue Technologie vorstellten.

Im Vergleich zu anderen halb- und vollfesten Produkten in der Branche hat Tailan New Energy einen Durchbruch erzielt - die Entfernung der Separator. Unter gleichen Bedingungen bietet die diaphargmenlose halbflüssige Batterie von Tailan im Vergleich zu flüssigen Lithium-Batterien eine deutlich höhere Sicherheit.

In puncto Quetsch-, Hochtemperatur- und Überladesicherheitstests übertrifft das Produkt ohne Separator die nationalen Standards weit. Es hat die Zertifizierungen nach GB38031-2020 „Sicherheitsanforderungen für Energiespeicherbatterien für Elektrofahrzeuge“ und GB43854-2024 „Sicherheitsanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrräder“ bestanden.

In Bezug auf die Verbesserung der Gesamtleistung hat die Einführung einer technologie ohne Diaphragma die Kompatibilität und Flexibilität der Batterien erheblich gesteigert. Die Festkörperbatterietechnologie ohne Diaphragma kann durch das Komposit von Elektroden mit festem Elektrolyt, In-situ-Submikron-Industriefilmherstellung (ISFD) und anderen Technologien effektiv die Bildung und das Durchstechen von Lithiumdendriten unterdrücken und somit die inhärente Sicherheit weiter umsetzen.

Darüber hinaus wurde auf der Pressekonferenz erwähnt, dass die Festkörperbatterietechnologie ohne Diaphragma eine Materialkompatibilität bietet, die Systeme wie NCM, LFP und LMFP umfasst, sodass die Batterien flexibel an unterschiedliche Anforderungen an die Energiedichte angepasst werden können.

In Bezug auf die Produktionskostenkontrolle reduziert die Anwendung der diaphargmenlosen Technologie die Abhängigkeit von herkömmlichen Diaphragmamaterialien und reduziert teilweise die Elektrolytmenge. Dadurch können die Rohstoffkosten im Produktionsprozess um mehr als 10% gesenkt und die Produktionseffizienz bis zu einem gewissen Grad gesteigert werden.

Als eines der vier Hauptmaterialien einer flüssigen Batterie besteht das Diaphragma normalerweise aus PE- oder PP-Materialien, die bei hohen Temperaturen leicht schrumpfen können, was zu einem Kurzschluss zwischen Anode und Kathode, einer Überhitzung, einer elektrolytischen Verbrennung und einer thermischen Zersetzung der Elektrodenmaterialien führen kann, wodurch die Batterie in Brand geraten oder explodieren kann.

Um die Hitzebeständigkeit von Diaphragmen zu erhöhen, hat die Branche umfassende Forschungen durchgeführt und zahlreiche Verbesserungsmaßnahmen umgesetzt. Obwohl die Hitzebeständigkeit der Diaphragmen bis zu einem gewissen Grad verbessert wurde, ist eine erhebliche Schrumpfung des Diaphragmabodens kaum zu verhindern, wenn die Batterietemperatur über 200 °C steigt.

Darüber hinaus sind viele dieser Verbesserungsmaßnahmen darauf ausgerichtet, den Schutz zu erhöhen - ein häufiges Designkonzept für flüssige Batterien, wie zum Beispiel das Hinzufügen eines Sicherheitsventils an den Zellen; auf der PACK-Ebene wird beispielsweise Aerogel, Glimmerschichten, Flüssigkühlsysteme oder ein hochfestes Gehäuse hinzugefügt. Eine übermäßige Anhäufung verursacht jedoch neben erheblich höheren Kosten auch eine höhere Systemkomplexität, jedoch können diese Maßnahmen die Sicherheitsprobleme von Lithiumbatterien, die durch die Eigenschaften der Diaphragmen bedingt sind, nicht grundlegend lösen.

Auf der Pressekonferenz führte Tailan New Energy erstmals das Konzept der "Materialreduktion" bei Lithiumbatterien ein und stellte die 4-3-2-1-Technologiestrategie vor. Tailan Energy folgt drei Schritten auf der Grundlage der vier Hauptmaterialien der herkömmlichen Flüssig-Lithium-Ionen-Batterien.

Der erste Schritt besteht darin, das Diaphragma und teilweise den Elektrolyten zu entfernen; dies ist die Phase, in der Tailans erster halbflüssiger Batterieprodukt in die Massenproduktion und den Fahrzeugeinbau geht. Der zweite Schritt besteht darin, den Elektrolyten vollständig zu entfernen; dies ist die Phase, in der Tailan die Technologie in speziellen Fachbereichen wie der niederergischen Wirtschaft anwendet und in voller Stärke produziert. Der dritte Schritt besteht darin, die Anode zu entfernen und nur die aktive Material zu lassen, das direkt Energie erzeugt; dies ist die Zukunftsvision für Tailans vollfeste Batterie ohne Anode.

Aufbauend auf dem Konzept der "Materialreduktion" hat Tailan einen klaren Industriepfad von flüssigen über halbflüssige bis hin zu vollfesten Batterien festgelegt.

Im Vergleich zu flüssigen Batterien bieten Festkörperbatterien eine höhere Energiedichte und ein sichereres Design. In Bezug auf den Fortschritt der Industrialisierung haben große Batterieunternehmen im In- und Ausland angekündigt, dass großtechnische Fertigung von Festkörperbatterien in den Jahren 2027 bis 2030 beginnen wird.

Im Vergleich dazu zeigen halbflüssige Batterien eine optimistischere Marktprognose: mehr als 90% der bestehenden Produktionsanlagen für flüssige Lithiumbatterien können weiterhin genutzt werden; die Energie- und Sicherheitsleistung steigt bei halbflüssigen Batterien stark an.

Auf der Pressekonferenz hat Tailan einen Zeitplan für die Massenproduktion angegeben; die Produktion von diaphargmenlosen halbflüssigen Batterien wird im Jahr 2026 das Stadienverifizieren durchlaufen, um die Anforderungen an Elektrofahrzeuge zu erfüllen. Die vollfesten diaphargmenlosen Batterien sollen im Jahr 2027 in die Serienproduktion gehen.