(1)成果简介
在新能源汽车市场持续扩张和低空经济快速崛起的背景下,固态锂电池凭借其高能量密度和优异安全性,能有效解决电动汽车续航不足和电动飞机安全风险等核心问题。作为固态电池的关键组成部分,正极材料的专业化设计与制造对提升电池性能具有决定性作用。矿冶集团当升科技依据“熔融锂化-单晶化”模型,通过海绵状构造前驱体的控制结晶、多元素位点协同掺杂、体-界-表多层级改性等核心技术,原位构筑快离子导体层,解决了超高镍材料结构稳定性和安全性差、与固态电解质接触界面阻抗大等难题,开发出具有自主知识产权的固态电池专用双相复合超高镍正极材料。该材料具有高比容量、高稳定性、宽温域和高安全等特点,与固态电解质有良好兼容,在固态电池中放电比容量超过225mAh/g,满足350~400Wh/kg固态电池使用需求,远超液态锂电池180~300Wh/kg现有水平;该材料在固态电池中体积应变较低,多次充放电循环后仍保持结构稳定,满足-20~+80℃宽温域电池需求,200%SOC过充电不起火不爆炸,安全性能优异。
(2)主要性能指标及适用条件范围
1) 0.1C放电比容量(固态电池3.0~4.3V)≥225mAh/g;2) 循环寿命≥1000次;3) DSC测试热失控温度≥210℃,200%SOC过充电不起火不爆炸;4) 使用温度范围-20~80℃。适用于高能量密度、高安全动力固态锂电池。
(3)成果应用情况
已供应清陶能源、卫蓝新能源、赣锋锂电等固态电池新势力,推动高端新能源汽车实现超1000km纯电续航,同时赋能低空经济,为无人机提供3倍续航能力,支撑电动垂直起降飞行器实现500km以上航程突破,市场前景广阔。
(4)成果展示
图1 产品电镜图 图2 产品应用领域(电动汽车)