近日，全球領(lǐng)先的化學(xué)公司巴斯夫杉杉電池材料公司宣布在固態(tài)電池正極材料領(lǐng)域取得了重要的突破性進(jìn)展。該公司成功推出了全固態(tài)電池正極活性材料，并已在位于長(zhǎng)沙的生產(chǎn)基地中試規(guī)模生產(chǎn)。
全固態(tài)電池正極活性材料的研發(fā)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗枰诒３?a href="http://m.189000b.com/meet_show-181.html" target="_blank">電化學(xué)性能的同時(shí)，提高能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。巴斯夫杉杉電池材料公司在克服這些挑戰(zhàn)方面做出了杰出的貢獻(xiàn)，這將為固態(tài)電池的發(fā)展打開(kāi)新的大門(mén)。
巴斯夫杉杉電池材料公司的這種創(chuàng)新技術(shù)有望推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源設(shè)備等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。固態(tài)電池因其高能量密度、長(zhǎng)壽命和環(huán)保特性而受到廣泛關(guān)注，是未來(lái)能源存儲(chǔ)解決方案的重要方向。
巴斯夫全固態(tài)電池材料研發(fā)已有十余年歷史。2022年起，巴斯夫通過(guò)其中國(guó)合資子公司巴斯夫杉杉加速研發(fā)進(jìn)程。
此次新開(kāi)發(fā)的全固態(tài)正極活性材料克服了電極-電解質(zhì)固固界面兼容性這一關(guān)鍵痛點(diǎn)，還具有高比容量、優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
據(jù)公開(kāi)信息，上述材料主要是通過(guò)超離子導(dǎo)體復(fù)合表層設(shè)計(jì)提高材料的離子傳輸速率和界面穩(wěn)定性，降低界面副反應(yīng)，涉及體相結(jié)構(gòu)精細(xì)調(diào)控以及多重功能性復(fù)合包覆工藝等。
2021年，巴斯夫與杉杉成立合資企業(yè)巴斯夫杉杉，主營(yíng)正極材料的全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)。
目前巴斯夫杉杉長(zhǎng)沙基地布局有巴斯夫中國(guó)最大的電池材料研發(fā)中心及正極材料中國(guó)總部。此外公司目前在全國(guó)有四大生產(chǎn)基地(湖南長(zhǎng)沙、麓谷、寧鄉(xiāng)及寧夏石嘴山)，還在上下游布局了鋰鹽及回收業(yè)務(wù)。
在研發(fā)方面，巴斯夫杉杉正極材料研發(fā)中心與中南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院物理所等國(guó)內(nèi)外院校合作，開(kāi)展多種類(lèi)鋰電正極材料、固態(tài)鋰電正極材料、鈉電正極材料研究。
巴斯夫在這一領(lǐng)域的多年布局也為研發(fā)工作推進(jìn)提供了強(qiáng)勁支撐。
作為全球領(lǐng)先的正極活性材料(CAM)供應(yīng)商，巴斯夫在日、歐、美多地均有產(chǎn)能布局。此前在2021年還與歐洲有色金屬企業(yè)Umicore簽署了專(zhuān)利交叉許可，涵蓋了超一百個(gè)正極活性材料及其前體專(zhuān)利。
從巴斯夫正極材料布局來(lái)看，目前主要涉及HED?系列CAM產(chǎn)品，包括鎳含量在60%-90%之間的鎳鈷鋁氧化物(NCA)、鎳鈷錳氧化物(NCM)等;鎳含量大于90%的超高鎳CAM;無(wú)鈷CAM;以及鋰金屬電池和固態(tài)電池用CAM等。
圖源：BASF
近期，固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)/量產(chǎn)動(dòng)態(tài)頻頻。這其中正極材料的性能、結(jié)構(gòu)等對(duì)固態(tài)電池容量等有決定性的影響。雖然理論上固態(tài)電池可沿用傳統(tǒng)正極體系，但寬電化學(xué)窗口的優(yōu)勢(shì)也使得高比能、高電壓平臺(tái)材料應(yīng)用成為趨勢(shì)。
從研發(fā)角度來(lái)看，固態(tài)正極材料短期正沿用高鎳體系，三元高鎳體系可通過(guò)單晶化、氧化物包覆、金屬摻雜等手段進(jìn)一步提升電壓，從而提升電池能量密度，長(zhǎng)期向超高鎳、富鋰錳基、高壓尖晶石等材料迭代。
在這一領(lǐng)域，近期國(guó)內(nèi)也傳出眾多突破。
(1)中國(guó)科學(xué)院青島能源所：8月4日，宣布新開(kāi)發(fā)出了高容量硫化物復(fù)合正極材料，能量密度是當(dāng)前三元正極的5倍以上，主要涉及采用磷修飾碳納米管包覆。
(2)寧德時(shí)代：采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，正極高鎳三元克容量發(fā)揮可達(dá)230mAh/g，實(shí)現(xiàn)5mAh/cm2超高面容量;預(yù)計(jì)到2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小批量生產(chǎn)。
(3)貝特瑞：近期展示最新高鎳正極材料進(jìn)展，涉及使用LATP(磷酸鈦鋁鋰)對(duì)超高鎳正極材料進(jìn)行改進(jìn)。公司目前正極產(chǎn)品已量產(chǎn)，小批量供應(yīng)半固態(tài)電池廠商。
這些突破性成果的取得，得益于我國(guó)在科研領(lǐng)域的不斷投入和創(chuàng)新精神。近年來(lái)，政府和企業(yè)紛紛加大對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的支持力度，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者也在積極開(kāi)展合作與交流，共同推動(dòng)固態(tài)電池技術(shù)的進(jìn)步。
總之，隨著國(guó)內(nèi)固態(tài)電池技術(shù)的不斷突破，未來(lái)新能源汽車(chē)市場(chǎng)有望迎來(lái)一場(chǎng)技術(shù)革命。這將有助于提高我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。
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