近日,固态电池产业链传来重磅消息,在国家大力推动下,材料、设备等各端进展超预期,固态电池进入中试关键期。机构判断,关键材料硫化物为主流量产趋势、乐观估计,30年有望突破100GWh。
资本市场上固态板块不断演绎,6月9日,有“铁基取代铜箔成为新型集流体材料”在市场发酵,核心概念股纷纷涨停。
据悉,铁基取代铜箔成为集流体材料的核心因素在于铜易被含硫固态电解质腐蚀,进而影响固态电池性能,而铁基材料能完美解决这个问题,其一,铁与硫的反应自由能(ΔGf)高于铜,硫化反应更难自发进行;其二,铁表面易形成致密钝化层(如Li-Fe-S化合物),抑制硫离子渗透;其三,即使部分Fe被硫化,FeS的导电性仍能维持电流收集功能。在铁基材料中,镍元素可以增强机械强度,稳定界面层,铬元素可以生成钝化膜,阻止硫离子向集流体内部扩散,因此镍铁合金和不锈钢目前有望成为全固态硫化物电池的负极集流体材料。
业内专业人士表示,铁基虽然能够解决硫化反应的问题,但是铁的导电率低,同时铁中的杂质尤其是碳含量的增加能形成微电池加快铁在电解质中的腐蚀,此外,铁的硬度高可加工性差;因此,铁基材料替代铜箔成为新型集流体材料的说法是站不住脚的。事实上,金属中金银的导电性和延展性最好,但是太贵,所以铜一直是最适合做导体的金属材料。
值得注意的是,铜箔企业中早已有企业关注到固态电池中硫化物被腐蚀的问题,并给出了行业的最佳解决方案。5月15-17日,诺德股份携全球首款耐腐蚀耐高温固态电池用铜镍合金集流体亮相ClBF2025。据悉,该产品在150℃高温下抗氧化能力可达30小时以上,200℃极限高温仍能维持24小时以上,电磁屏蔽效能达35dB以上(1GHz频率下),是目前固态硫化物抗氧化的最佳解决方案。
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