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信宇人第二代固态电解质进入电池级测试阶段

发布时间:2025-12-11    作者:信宇人    浏览数:85

信宇人第二代卤氧化物电解质的研发,是基于对卤化物电解质长期前景的判断,也是为解决第一代材料在电导率、界面稳定性和湿度稳定性等方面的限制而提出的系统性升级。目前第二代体系的实验室样品已完成关键电化学表征,进入电池级测试阶段。

 

技术路线对比

按照组成成分,固态电解质可分为聚合物固态电解质和无机物固态电解质,无机物固态电解质又可以细分为氧化物固态电解质、卤化物固态电解质、硫化物固态电解质。四类电解质各有优劣,对比如下:

 

四种技术路线固态电解质性能优劣势对比


选择:卤化物固态电解质

卤化物可在性能与可落地性之间实现更优平衡——它既具备高离子电导和宽电化学稳定窗口,也拥有远优于氧化物的界面稳定性,同时避免了氧化物高温烧结带来的制造成本与能耗压力,更适合未来大规模产业化。

基于此,信宇人选择“卤化物固态电解质”作为核心技术研发方向。



从本征材料特性来看,卤化物电解质的晶格使锂离子迁移能垒更低,因此能够在室温下呈现接近液态电解质水平的离子电导率。与硫化物相比,卤化物在与高电压正极(如高镍体系)接触时更稳定,不易发生界面副反应;同时其化学特性温和,在制备和使用中不会产生硫化物常见的气味和毒性问题,大幅降低了生产环境要求,也缩短了从实验室走向量产的周期。此外,与陶瓷氧化物相比,卤化物无需高温烧结和复杂致密化工艺,可在更低温度下制备,具有天然的成本优势。

从应用前景来看,卤化物电解质在下一代电池体系中具有高度扩展性。一方面,它能兼容高电压正极材料,有望成为推动高能量密度全固态电池商业化的关键材料路线。另一方面,卤化物体系的致密化能力好、柔韧性佳,也适用于更大尺寸和复杂结构的全电池封装,为动力电池、储能电站及消费电子提供高度安全与长循环寿命的解决方案。在动力电池领域,卤化物有望支撑 350 Wh/kg 以上的系统能量密度;在储能场景中,则可依靠优异的安全性与长寿命特性大幅降低度电成本;在消费电子与航天器等高可靠应用中,卤化物电解质带来的轻量化与稳定性优势也具有不可替代的价值。


因此,卤化物固态电解质正成为全固态电池最具实践价值的路线之一。随着材料性能和制造工艺的不断优化,卤化物路线将帮助全固态电池真正走出实验室,加速迈向量产。


技术进展


基于对卤化物路线的长期判断,信宇人已完成了从材料开发、工艺优化到初步电池验证的一系列关键成果:

1、信宇人第一代卤化物电解质材料 Li3InCl6 已实现稳定配方与可控规模制备,材料离子电导率达到1.5 mS/cm 达到行业领先水平,为后续全电池构建奠定了基础。

2、信宇人已完成模具全电池的初步测试,应用在复合正极中的电池显示出良好的界面接触、电化学性能及循环保持能力,库仑效率和正极容量发挥有明显提高,初步循环寿命表现良好,为材料向电芯系统过渡提供了明确验证。

3、在材料体系迭代上,信宇人已完成第二代卤氧化物电解质研发,在材料体系中引入氧元素实现晶体结构调控,大幅提升锂离子迁移速率。

 

第二代卤氧化物电解质优势

信宇人第二代卤氧化物电解质的研发,是基于对卤化物长期前景的判断,也是为解决第一代材料在电导率、界面稳定性和湿度稳定性等方面的限制而提出的系统性升级。目前第二代体系的实验室样品已完成关键电化学表征,进入电池级测试阶段(目前暂未产生订单收入)。

与第一代相比,信宇人第二代卤氧化物电解质的优势体现为:

1最大优势在于其经过氧元素调控后的晶体框架更为开放,锂离子迁移能垒显著降低,使离子电导率得到进一步提升至5-7mS/cm

2引入氧元素为电解质带来了更宽的电化学稳定窗口(2-6 V),使其在高电压正极体系下表现更佳,具备推动电池能量密度跃升的潜力

3、卤氧化物在保持卤化物体系柔性与可加工性的前提下,其结构和湿度稳定性亦有所增强,为后续电池封装与规模化生产提供更优条件


未来规划

信宇人将围绕“两条线并行推进”的策略持续展开研究,基于两代电解质材料完成软包全固态电池的综合评估,加速推动卤化物固态电池的产业化落地:

1、第一代卤化物电解质材料将在近期进入中试放大,并着手软包电池评估,以及开展循环性能、倍率特性、安全性等系统级验证;

2、第二代卤氧化物材料将继续推进电化学性能优化及全电池测试,以此构建更高能量密度、更宽应用温区的固态电解质体系。


演讲预告

题目:卤化物固态电解质的技术进展

演讲人:信宇人首席科学家郑为工博士

时间:20251218

地点:2025起点锂电行业年会电池新材料新工艺专场论坛

欢迎大家前来交流探讨

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