工作职责:
1、 负责 350Wh/kg 高比能半固态电池研发设计及工艺,该电芯 1000 周循环容量保持率达 80%以上(95%DOD);3C 倍率放电容量保持率大于 90%;-20℃低温放电大于 90%(该电芯 B 样进行中);
2、 负责250Wh/kg高倍率半固态电池研发设计及工艺,8C倍率放电容量保持率大于98%,该电芯8C 700周循环容量保持率达80%以上(95%DOD);-20℃低温放电大于95%(该电芯A样已完成);
3、 负责半固态技术导入,固态电解质掺混,固态电解质隔膜,固态电解质包覆,固态电解质极片表涂及原位固化技术导入。半固态技术导入提升了12Ah(350Wh/kg体系)安全性能,可过针刺,热箱温度提升10℃;
4、 负责固态电解质纳米化技术及固态电解质隔膜技术,氧化物固态电解质粒径可做到100nm以下,浆料分散好,长时间不团聚,固态电解质隔膜常规物性对标商业化,离子电导率较氧化铝隔膜提升20%;
工作业绩:
项目一:250Wh/kg高倍率半固态电池研发设计及工艺开发 (2024.05 - 至今)
项目描述:
1.背景: 目前锂离子电池体系的发展主要分为两种方向,一是以高镍为代表的高比能方向;二则是以低内阻、快充放为代表的高倍率方向。而目前,随着更多大功率应用场景的锂电化,国际高端品牌客户对电动工具电池提出了高倍率同时兼顾高能量的要求。
2.目标:制备高功率,高能量密度,高安全的半固态电池,其中高功率是主要需求。
3.概述:开发250Wh/kg~300Wh/kg软包叠片电池,该项目包括开发立项,材料选型,电芯设计及优化,工艺验证及优化,性能验证及优化等。
项目职责:
1.角色:主导项目开发
2.难点:兼顾高比能高倍率电芯材料的选型,高倍率电芯的设计及优化,电芯成本优化,电芯工艺优化,半固态技术导入及工艺优化等。
3.方案:8系正极+石墨,低面密度及高压实电芯设计,高孔隙率隔膜及高倍率电解液选型,化成工艺优化,使用原位固化技术及氧化物固态电解质材料提升电芯本征安全。
项目业绩:
已制备出250Wh/kg高比能半固态电池(85120体系,23Ah),正极使用8系多晶正极,对面密度及压实进行梯度设计,优化各制程段工艺,对电芯主材及辅材等关键材料进行成本优化。该电芯8C700周循环容量保持率达80%以上(95%DOD);-20℃8C低温放电大于90%。(该电芯A样进行中)
项目二:350Wh/kg高比能半固态电池研发设计及工艺开发 (2023.11 - 2024.08)
项目描述:
1.背景:我国在新能源汽车发展战略中,明确指数要加快固态电池、动力电池的技术研发和产业化。半固态电池体系,液体含量会更少一些,安全性得到大幅提升。较全固态体现相比,它的界面性能又可以更好地去解决,同时它沿用了锂电池的一些技术,工艺技术,可以更快地实现一些性能;
2.目标:开发高能量密度、高安全的半固态电池产品,其中能量密度是主要需求,应用于动力电池、移动电源、无人船等场景;
3.概述:开发 350Wh/kg 软包叠片电池,该项目包括开发立项,材料选型,电芯设计及优化,工艺验证及优化,性能验证及优化,SOP 固化,量产导入等;
项目职责:
1.角色: 主导项目开发
2.难点:兼顾高比能高安全电芯材料的选型,电芯工艺优化,半固态技术导入工艺优化等。
3.方案:9系正极+大比例硅氧掺杂石墨负极,搭配高安全高离子电导率隔膜,使用原位固化技术及氧化物固态电解质材料提升电芯本征安全。
项目业绩:
已制备出350Wh/kg高比能半固态电池(85120体系,23Ah),正极使用高容量包覆,负极大比例硅氧掺杂,解决了匀浆涂布工序的关键问题,对隔膜、电解液及其他辅材等关键材料进行选型优化。该电芯1000周循环容量保持率达80%以上(95%DOD);3C倍率放电容量保持率大于90%;-20℃低温放电大于90%。(该电芯B样进行中);
项目三:固态电解质纳米化产品及固态电解质隔膜产品开发 (2023.11- 2024.06)
项目描述
1.背景:目前固态电解质产品主要应用为纳米尺寸,固态电解质包 覆< 100nm ,隔膜涂敷~500nm,固态电解质掺混<300nm。为了降低固态电解质的应用成本,开发多规格纳米固态电解质粉体及浆料。固态电解质隔膜已被证实可提高电芯的低温及倍率性能,为解决外购隔膜成本较高的问题,自主开发固态电解质隔膜。
2.目标:开发不同粒径固态电解质的纳米化工艺,开发倍率及低温性能对标商业化的固态电解质隔。
3.概述:使用固态电解质母粉搭配分散剂进行混浆砂磨,降低固态电解质尺寸及提高浆料的分散性和稳定。使用自主纳米化的固态电解质粉体制浆,制备不同规格的固态电解质隔膜。
项目职责:
1.角色: 主导项目开发
2.难点:100nm以下固态电解质浆料的团聚,固态电解质隔膜浆料的制备及隔膜涂布工艺的制定。
3.方案:低成本外购固态电解质母粉,对分散剂选型解决100nm固态电解质团聚问题。制定隔膜浆料的组成及对原材料的选型,制定不同规格固态电解质隔膜的涂布工艺。
项目业绩:
氧化物固态电解质粒径可做到100nm以下,浆料分散好,长时间不团聚,自制固态电解质纳米浆料导入电芯,可提升电芯2%的低温和倍率性能。固态电解质隔膜厚度,热收缩,剥离力等物性对标商业化产品,固态电解质隔膜离子电导率较氧化铝隔膜提升20%,导入电芯可提升电芯2%的低温和倍率性能
项目四:半固态技术研发导入及验证 (2023.10- 至今)
项目描述:
1.背景:2022 年以来,国内企业以半固态方案作为固态电池过渡的中间路线,率先实现装车应用进入产业化阶段。随着装车车型增多,半固态电池应用规模扩大,经济性有望提升,带动产业链同步发展,或将加速向全固态电池最终形态的进化过程。
2.目标:开发并引入半固态技术,提升电芯本征安全性及电芯针刺通过率,提高电芯热箱安全性。
3.概述:开发及导入半固态技术,包括但不限于固态电解质掺混,固态电解质隔膜,固态电解质包覆,固态电解质极片表涂及原位固化技术。
项目职责:
1..角色:主导项目开发
2.难点:固态电解质材料的选型,极片表涂技术工艺开发,电解质隔膜选型及同步验证开发,原位固化电芯导入工艺优化。
3.方案:使用固态电解质包覆正极及固态电解质涂敷隔膜,减少电解液用量及降低电池内阻,使用极片表涂技术及原位固化技术提升电芯安全性能。
项目业绩:
已制备出320Wh/kg高比能半固态电池(85120体系,12Ah),正极使用固态电解质包覆9系正极及高安全活性材料掺混正极,负极大比例硅氧搭配石墨,阻燃及低放热量单体选型,极片表涂技术导入应用。该电芯可过1mm针刺,热箱温度可达150℃,电性能衰减小于5%;

工作职责:
1、 负责研发半固态电池,使用固态电解质复合正极及原位固化技术组装半固态电池(622\石墨),电池性能达到常规液态电池性能,制备3Ah电芯,800周循环保持率85%以上;
2、 负责氧化物、卤化物、硫化物固态电解质研发制备及改进,氧化物固态电解质(LLZZTO\LATP\LLZNO)的公斤级制备,产品各方面性能对标大多数商业化的氧化物固态电解质;卤化物固态电解质(LZC\LTLC)的百克级制备;硫化物固态电解质(LPSC)的百克级制备,产品各方面性能满足实验室正常使用;
3、 负责固态电池技术研发,使用模组电池组装卤化物全固态电池及硫化物全固态电池,提升卤化物全固态电池和硫化物全固态电池性能;
4、 负责固态电解质膜研发制备及改进,使用粘结剂纤维化技术,干法制备不可燃固态电解质膜,研究SN-Li盐-固态电解质体系,制备高离子电导率膜;
5. 负责固态电解质隔膜研发制备及改进,改进LATP固态电解质涂布浆料及涂布工艺,固态电解质隔膜性能优于常规氧化铝及勃姆石隔膜性能,目前已达到送样量产水平;
工作业绩:
项目一:硫化物固态电解质研发制备及应用 (2023.02 - 2023.06)
项目描述:
1.背景:硫化物全固态电池具有更高的能量密度和更好的安全性,有广阔的应用前景。硫化物电解质与各种有机溶剂的兼容性以及浆料涂覆工艺等限制了硫化物电池的大规模制造。
2.目标:制备纯相,高离子电导率的 LPSC 硫化物固态电解质,制备高锂离子传导率复合极片,制备硫化物全固态电池。
3.概述:通过添加锂盐来改善极片Li+传导性,优化浆料和极片制备工艺以及硫化物全固态模具电池组装工艺。
项目职责:
1. 角色:项目成员
2. 难点:硫化物固态电解质的合成,模具电池的组装和测试。
3. 方案:使用 Li2S 固相法制备 LPSC,改进浆料工艺和添加 LiClO4 来提高全固态电池性能。
项目业绩:
制备硫化物基电极片,开发了一种基于锂盐修饰 PVDF 粘结剂以促进Li+ 的界面传输的方法。制备NCM811/Li-In全固态电池在 0.5 C下循环100次后的容量保持率达到95% ;制NCM811/Gr 全固态全电池,在0.5 C 下循环500 次后,容量保持率为80%。
项目二:卤化物固态电解质研发制备及应用 (2023.01 - 2023.07)
项目描述:
1.背景:金属卤化物固态电解质因其较宽的电化学窗口、良好的室温电导率和不错的可变形性,展现出比氧化物/硫化物固态电解质更好的高电压氧化物正极适配性。
2.目标:制备纯相,高离子电导率的卤化物固态电解质,检测其电化学性能并应用于全固态体系电池。
3.概述:主要研发制备 LZC 及 LTLC 两种高离子电导率的卤化物固态电解质,并组装全固态电池测试性能,或作为硫化物全固态电池的正极界面层。
项目职责:
1.角色:主导项目开发
2.难点:卤化物固态电解质的合成工艺的选择,批次稳定性,对卤化物电解质性能的评测方法以及全固态电池的组装。
3. 方案:机械球磨法及固相法制备 LZC 及 LTLC,组装全固态模具电池评测其电化学性能。
项目业绩:
所制备的 LZC\LTLC 已可以实验室稳定制备,离子电导率高于4*10-4,批次稳定性较好,耐湿性也优于常规的硫化物及卤化物电解质。LZC 的全固态电池组装和测试,在 0.5 C 下循环 200 次后的放电容量为 146 mAhg-1 ,库仑效率为 99%。(NCM811/Li-In)。所制备的 LZC 应用于硫化物全固态电池正极界面,可以改善 LPSC 的正极界面稳定性。
项目三:固态电解质膜制备及应用 (2022.02 - 2023.07)
项目描述:
1.背景:固态电解质膜具有高柔韧性、易加工性和良好的界面特性等优点,具有较好的应用前景。
2.目标:制备高离子电导率,耐高压且加工性强的固态电解质膜。
3.概述:使用干法电极技术制备干法电解质膜,对各种固态电解质体系具有普适性。 SN-Li盐-固态电解质体系,聚合物固态电解质膜搭配微量前驱液。
项目职责:
1. 角色:主导项目开发(共两人)
2. 难点:干法技术粘结剂的选择,混料及粘结剂纤维化,电解质膜厚度降低及连续性制备。聚合物体系电解质膜提升离子电导率及降低界面阻抗。
3. 方案:干法技术材料筛选及评测,混料工艺及纤维化工艺优化,辊压条件优化。聚合物体系则通过配方优化,及界面润湿进行改善。
项目业绩:
所制备的干法固态电解质膜厚度 150um 且不可燃,常规性能与市面上隔膜相当,搭配微量电解液, 电池性能较优,达到常规液态水平且电池安全性高。聚合物电解质膜离子电导率高,搭配微量前驱液,首效达到常规液态电池水平。
项目四:固态电解质涂覆层隔膜制备及应用 (2022.02 - 2022.12)
项目描述
1.背景:传统固态电解质材料存在力学性能不佳、加工性能比较差,化学性能不稳定以及和正负极材料兼容性差等问题,无法大规模应用。从传统的聚烯烃隔膜加液态电解质过渡到 最终的全固态电解质,可能存在过渡态。
2.目标:制备性能优异的固态电解质涂覆隔膜并应用市场。
3.概述:基于常规的涂布浆料配方和工涂布工艺进行优化,制备固态电解质涂覆层隔膜, 并进行性能评测。
项目职责:
1. 角色:项目成员
2. 难点:LATP 隔膜浆料的配方优化及粉体粒径范围的选择,LATP 涂覆层隔膜水分较高。
3. 方案:各种粒径范围的 LATP 隔膜常规性能和电化学性能评测,LATP 初始颗粒水分优化。
项目业绩:
LATP 固态电解质隔膜性能满足使用要求,部分性能优于常规氧化铝及勃姆石隔膜性能。LATP 固态电解质隔膜目前已开始量产,并开始给各大锂电头部公司进行送样测试。
项目五:半固态电池的设计与研发 (2021.09 - 2023.06)
项目描述:
1.背景:全固态电池规模化量产尚需 5-10年,且成本高昂,而半固态电池由于高安全性、长寿命与良好的经济性,成为液态电池向全固态电池过渡的产品。
2.目标:NCM811 材料+硅碳+聚合物电解液体系开发,使开发的半固态电池体系方案能够应用于不同材料体系, 同时不断提升电池能量密度和电池性能。
3.概述: 半固态电池使用自制半固态电解液,搭配原位固化技术,优化界面层;使用固态电解质复合正负极技术,优化Li+通路,降低电池内阻,提升电池安全性能及倍率性能。
项目职责:
1. 角色:项目成员
2. 难点:半固态体系的选择, 工艺的优化,电芯的制备。
3.方案:半固态体系为原位固化技术搭配复合正极及硅碳复合负极。
项目业绩:
复合电极的涂布机连续化制备,原位固化技术的应用条件参数与电芯的各项工艺条件确定。
自制半固态电芯(622 复合正极+正极界面优化+原位固化+复合石墨负极)性能达到常规液态
电芯性 能,制备 3Ah 电芯,800 周循环保持率 85%以上,可过针刺。
项目六:常规氧化物固态电解质研发制备及应用(2021.09 - 2022.02)
项目描述:
1.背景:全固态电池近些年发展火热,被学术界和产业界普遍认为是下一代电池发展的方向。:氧化物固态电解质由于具有较高的热稳定性和离子电导率而受到研究者们的青睐。
2.目标:制备纯相,高离子电导率的氧化物固态电解质并对标商业化产品。
3.概述:主要研发制备 LLZTP 及 LATP 两种氧化物固态电解质,产品性能优于市场上大部分商业化 的氧化物固态电解质。
项目职责:
1. 角色:主导项目开发
2.难点:氧化物固态电解质的合成,放大生产,批次稳定性及测试方法。
3.方案: 固相法制备 LLZTO\LATP,再通过砂磨工艺制备不同粒径规格的固态电解质。
项目业绩:
所制备的 LLZTO\LATP 已可以公斤级稳定生产,同时可以制备不同粒径范围的 LLZTO\LATP氧化物固 态电解质。自制 LLZTO\LATP 性能参数上是可以完全对标甚至优于商业化的LLZTO\LAT P。
专利成果:
1.一种100nm以下固态电解质浆料的制备方法——合源锂创苏州新能源科技有限公司
2.一种简便掺混以改善六系三元正极材料性能的方法——合源锂创苏州新能源科技有限公司
3.一种解决纳米固态电解质高水分问题的处理方法——合源锂创苏州新能源科技有限公司
4.一种干湿法混用制备的双层全固态电解质膜——合源锂创苏州新能源科技有限公司
5.一种高透气的氮化碳隔膜制备方法——合源锂创苏州新能源科技有限公司
6.一种固态电池极片表面超薄涂敷的制备技术——合源锂创苏州新能源科技有限公司
7.一种高离子电导率的固态电解质、其制备方法、与一种固态电池——上海恩捷新材料科技股份有限公司
8.一种复合集流体、电池电极、电池以及用电设备——上海恩捷新材料科技股份有限公司
9.集流体及其制备方法、电池极片和电池——上海恩捷新材料科技股份有限公司
10.导电薄膜及其制备方法——上海恩捷新材料科技股份有限公司
11.一种集流体、电池极片及电池——上海恩捷新材料科技股份有限公司
12.一种带有U型焊接区的复合集流体的制备方法——上海恩捷新材料科技股份有限公司
13.一种锂固态电池负极及其制备方法及应用——南京工业大学
学术成果:
1. 开发了新的锂负极复合材料来改善锂/固态电解质之间的界面问题:《A simple strategy that may effectively tackle the anode-electrolyte interface issues in solid-state lithium metal batteries 》《ChemicalEngineering Journal》一区(IF:13.3)学生一作
2. 研究Si3N4-Li 的复合材料在固态锂离子电池中的应用和性能:《Bridgingthe Li metal and the garnet electrolyte via 1wt%Si3N4 enabler for solid‐state batteries》《AFM》学生一作
4. 参与申请国家自然科学基金项目:《金属氧化物修饰锂负极与锂镧锆氧固态电解质界面结构演 化及性能研究》。