400Wh/kg及以上高能量密度电池国内企业开发进展—基于公开报告数据

萍水难相逢

1
、
400Wh/kg
及以上高能量密度电池技术路线
按照国内电池的一份权威的指引性文件《
节能与新能源汽车技术路线图
2.0
》中所规划提出的高端型能量型电池的目标是
2025
年
350Wh/kg
，
2030
年
400Wh/kg
，
2035
年
500Wh/kg
。
当前基于高镍
/
硅基材料体系是可以开发
300-360Wh/kg
的主要体系
（例如蔚来要用到的360Wh/kg电池材料体系正极可能是9系及以上的高镍、负极可能是500-600mAh/g（或者更高容量）的硅基材料），而且基于高镍正极材料体系，
再进一步增加负极硅含量
/
比容量，能量密度提升并不明显
。从目前的材料和电池技术发展来看，实现400Wh/kg及以上有以下途径：
1
）正极采用高镍正极材料，负极采用金属锂基负极材料
，这一路线已有一些企业公开的报道，能量密度实现相对较容量，但是由于负极用到的是金属锂，安全及循环相对来说挑战较大。去年国家重点研发计划高端功能与智能材料提到的1.3方向的高能量密度金属锂基二次电池就是采用类似的技术路线。详见：
2
）正极采用富锂锰基体系材料，负极采用高容量硅基负极材料
，这一技术路线在十三五国家重点研发计划新能源汽车专项方向1.1中得到过支持，当时项目的两家承担单位北京大学和科学院物理所团队都有相关的报告。为实现400Wh/kg的能量密度目标，正极用到的富锂锰基材料容量大约在250-300mAh/g，负极用到的硅基负极材料大约在1000mAh/g。
这一技术路线其实挑战并不比上一路线难度小，高电压的富锂锰基材料加上高含量/容量的硅基负极材料以及他们组成的电池都是难点，不过从提到的两家单位的报告来看，其解决得还不错，
基本具备在非车用领域的应用基础了
。今年国家重点研发计划新能源汽车专项1.1开发的500Wh/kg电池也是这一路线，只不过采用的正负极材料容量更高而已。详见：锂离子电池发展的新要求--2022年科技部国家重点研发计划电池相关项目申报指南征求意见稿。
3
）正极采用富锂锰基体系材料，负极采用金属锂基负极材料
，这是上面提到的途径1和2的结合，由于正负极都是用的更高容量的电极材料，其能量密度潜力显然更大，但是挑战也是加倍的。去年的国家重点研发计划新能源汽车专项1.1中提到使用400 mAh/g固态复合正极、负极采用1500 mAh/g复合金属锂负极开发600Wh/kg电池，其中有种解读就是采用富锂锰基正极配合金属锂来实现的，当然，能否有400mAh/g的富锂锰基材料（不是实验室的，而至少是kg级的）是存疑的（也有对这一方向解读为锂硫电池）。详见：科技部重点研发计划2021年度申报指南看电池发展趋势。
4）锂硫或者锂空电池
：这两类新体系电池主要就是以高的能量密度为主要特点，但是电池的倍率性能、温度表现、循环性能、安全性能等等距离实用还存在较大的距离，在这就不展开了。

来自：节能与新能源汽车技术路线图2.0
2
、
400Wh/kg
及以上高能量密度电池国内相关企业进展
根据公开的报告，
目前能量密度
300-400Wh/kg
级别的电池还是有许多的报道，一般的电池企业基本都有相关的技术储备，但是能量密度超过
400Wh/kg
电池公开报道就鲜见了
。
以下为国内企业相关公开报道的数据。
1）恩力动力科技有限公司
恩力动力公司（包括恩力动力在中国、日本、美国的电池科技公司），创立于2012年7月，致力于世界级固态电池技术创新、产品化及产业化。http://enpower-energy.com/
去年8月公众号其实就分享了软银公开的恩力动力
450Wh/kg
电池的实测数据
，感兴趣的朋友可以查看：日本软银450Wh/kg电池的实际数据
2022年7月8日恩力动力公开了
479Wh/kg
能量密度的
100Ah
电池
，按照报道：恩力动力高比能车用100Ah电池，采用恩力动力自主开发的阻燃型锂金属电池专用电解质/液，在确保安全性的同时，整个电池体系表现出卓越的性能，标称容量102.4Ah（0.1C放电）, 重量0.821kg，质量能量密度高达479Wh/kg，体积能量密度910Wh/L；内阻≤1.0mΩ，自放电率极小，通过3+3days自放电筛选测算出30%SOC电芯自放电K值≤2.0μV/h, 这一指标约为传统石墨及硅碳负极锂离子电池的1/10。

2
）北京金羽新能科技有限公司
金羽新能由北京大学、哥伦比亚大学等高校的青年博士于2017年在北京成立研发中心，于2019年在两山理论发源地浙江安吉组建产业基地，是研发和生产高能量密度、本质安全新型电池的高新技术企业。金羽新能聚焦新型电池技术前沿，协同上下游及高校院所，全力把技术转化为新能源产品，让更多人享受清洁的能源。https://www.gfenergy.com
金羽新能已成功研发低成本亲锂电解液、耐高压固态电解质膜、锂碳复合负极等技术，以及薄锂负极模切、叠片、封装、化成等工艺和设备。目前金羽新能的锂金属电池拥有五大优势：
安全性好：在极端情况下（挤压、跌落、热滥用）电池不起火不爆炸；
循环寿命长：
100%DOD
寿命超过
400
次
；
能量密度高：
重量能量密度高达
>400Wh/kg
，体积能量密度高达
>850Wh/L
；
超轻超簿：质量更轻、体积更小；
工作温度宽：-40℃至60℃稳定充放电。
在动力电池方面，金羽新能高能量密度360Wh/Kg已完成B样的产品，可应用在无人机上，提高20%的续航；可将电动汽车续航里程提升至800公里；
420Wh/Kg
已完成
A
样的产品，可将电动汽车续航里程提升至
1200
公里
。
此外，金羽新能持续开发面向特定设备需求的高能量密度电池，为型号研制、新型电池开发提供研发服务，多款产品已送相关单位试用。应用场景包括通讯、航天飞行器、长续航无人机、导航设备等。
可惜是的，以上仅有文字描述，并没有数据支撑。
3
）安徽盟维新能源科技有限公司
盟维成立于2017年，是一家聚焦锂金属电池研发的硬科技初创企业。
其自主开发的新一代锂金属电池能量密度已突破
550 Wh/kg
，为国际领先的技术水平；该公司研发的
450 Wh/kg
锂金属电池则在两年前实现商业化量产交付
。
按照该公司2022年6月26日的报道，盟维科技完成第6批锂金属电池(Lithium Metal Battery, LMB)产品交付，该批次电池将用于新一代高空长航时飞行器搭载。相较2020年所推出的第二代锂金属电池METARY Ex 产品系列，本次交付的
第三代
METARY Exx
产品能量密度由
450 Wh/kg
提升到了
500 Wh/kg
，其在临近空间环境的低气压宽温差工况下的测试数据表现也更为优异。
这意味着盟维500 Wh/kg 级锂金属电池产品开发正式走出实验室，率先实现量产交付。同时，
600 Wh/kg
的新型超高能量密度锂金属电池原型样品目前在公司创新实验平台也已顺利完成验证
。
同样，公开的报告并附上电池相关的数据。
4
）清陶
(
昆山
)
能源发展股份有限公司
清陶是清华大学南策文院士团队领衔创办的高新技术企业，是国内固态锂电池产业化的领跑者。公司专注于顶尖新能源材料技术的产业转化，通过锂电池关键材料的原创开发、装备的创新设计和量产工艺的优化，率先实现了固态锂电池的产业化，建有国内首条固态锂电池生产线，构建了完备的自主知识产权体系。
根据早前的报告，清陶已开发
430Wh/kg
的全固态叠片电池
，网上并没有相关的数据，不过全固态叠片电池能做到430Wh/kg存在的困难和挑战有些大，
本人是打大大的问号的
。

去年9月，清陶倒是公开了能量密度
368Wh/kg
的
116Ah
电池的强检报告
，这个应该是前面讨论的360等级的技术体系，但是400Wh/kg整个材料需要调整，开发难度不是一个级别。
5
）北京卫蓝新能源科技有限公司
卫蓝成立于2016年，总部位于北京，在北京房山、江苏溧阳和浙江湖州拥有3大生产基地。是一家专注于混合固液电解质锂离子电池与全固态锂电池研发与生产、拥有系列核心专利与技术的国家高新技术企业，是中国科学院物理研究所清洁能源实验室固态电池技术的唯一产业化平台。公司聚焦高能量密度、高安全、高功率、宽温区、长寿命的混合固液电解质电池和全固态电池产品，通过原始创新突破现有技术瓶颈，应用覆盖新能源车船、规模储能、3C消费、其他行业等领域。
陈立泉院士在多次的报告提到卫蓝高能量密度电池的开发情况，例如下面提到的
420Wh/kg
电池和
600Wh/kg
电池，但是其他的相关数据并未见到。

来自：天目湖储能学堂报告
6
）中科派思储能技术有限公司
中科派思成立于2016年8月，总部位于大连，注册资本1.05亿元，由大连派思投资有限公司与中科院大连化物所共同出资成立，是中国科学院纳米先导项目锂硫电池产业化基地、国内首家实现
锂硫电池
产业化生产的高新技术企业。
陈剑
团队是其核心技术团队。
锂硫电池是新一代的高比能电池，以硫作为电池正极活性物质,金属锂作为负极。锂硫电池具有高比能的技术优势，理论比能量2556Wh/kg。
中科派思目前已经达到
705Wh/kg
的业界最高水平
。但是从其官网的产品信息来看，目前的产品最高能量密度在448Wh/kg。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0ldE13yD
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