SK On 致力于研究固態(tài)電池的循環(huán)穩(wěn)定性，并展示了其關(guān)于固態(tài)電池的新研究成果。除其他外，這位電池專家聲稱已經(jīng)與漢陽大學合作找到了一種延長鋰金屬陽極電池使用壽命的方法。
SK On 目前正在開發(fā)兩種類型的固態(tài)電池：一種是聚合物氧化物復合材料的變體，另一種是硫化物基變體。這家韓國電池制造商預計將分別在 2028 年和 2030 年之前準備好商業(yè)原型。
漢陽大學的一項研究強調(diào)了一種使用鋰金屬負極提高電池長循環(huán)壽命的方法，而延世大學的另一項研究則揭示了凝膠聚合物電解質(zhì)固化時間與電池壽命之間的聯(lián)系。“這些成就是 SK On 持續(xù)研發(fā)努力以及與學術(shù)界合作的技術(shù)專長的結(jié)果，”SK On 研發(fā)部部長 Kisoo Park 說。“它們將成為克服固態(tài)電池技術(shù)挑戰(zhàn)的重要基礎(chǔ)。”
SK On 和漢陽大學關(guān)于硫化物基鋰金屬電池的新研究成果最近發(fā)表在專業(yè)期刊 ACS Energy Letters 上。為了延長這種電池的使用壽命，研究人員在核心的鋰金屬負極表面使用了保護層。該團隊已經(jīng)為該方法申請了專利。
目前，鋰金屬被認為是下一代負極材料，因為它的容量比石墨高十倍左右。然而，它與空氣也具有很高的反應性，這可能導致其表面不均勻地形成無機化合物。根據(jù) SK On 的說法，該層阻礙了鋰離子的運動，從而降低了充電和放電效率，同時促進了枝晶的形成。研究人員正在解決的問題是，具有鋰金屬陽極的固態(tài)電池通常只有有限數(shù)量的充電和放電循環(huán)，通常約為 100 次。
為了延長這些電池的使用壽命，研究小組通過將鋰金屬陽極浸入特殊配制的硝基甲烷、二甲氧基乙烯和硝酸鋰溶液中來去除電阻表面層。研究人員解釋說，通過這種方式，由于硝酸鋰而形成了具有高離子電導率和由于氧化鋰而增加機械強度的保護層。據(jù)稱，實驗結(jié)果表明，“表面改性的鋰金屬負極在室溫下可實現(xiàn)超過 300 次充放電循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)，與傳統(tǒng)的鋰金屬固態(tài)電池相比，使用壽命延長了三倍”。
在第二個研究項目中，SK On 與延世大學合作，研究聚合物固態(tài)電池中陰極降解的機制?？茖W家們能夠揭示電池的使用壽命與凝膠聚合物電解質(zhì) （GPE） 的熱固化時間之間的聯(lián)系。他們的研究最近發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上。
根據(jù)這項研究，GPE 的熱固化時間越長，電池性能就越好。使用熱固化 60 分鐘的電解質(zhì)的電池的放電容量下降了 9.1%，而僅熱固化 20 分鐘的電池的放電容量下降了 34%。SK On 表示，這表明較短的熱固化時間會導致陰極保護層更容易降解，這反過來會降低容量并最終縮短電池的使用壽命。
在這項研究中，該團隊還應用了密度泛函理論計算。這是一種量子力學建模方法，用于計算材料中電子的排列并預測它們的能量狀態(tài)。研究人員使用這種方法來確定陰極性能下降的原因和機制，并研究在初始充電階段殘留單體引起的副反應。據(jù) SK On 稱，這項研究的結(jié)果應該有助于提高聚合物氧化物復合材料基電池的使用壽命。
SK On定期發(fā)布其研發(fā)進展的最新信息。例如，去年夏天，該公司宣布已開發(fā)出一種可在室溫下運行的鋰金屬電池固體聚合物電解質(zhì)。2025 年初，這家電池制造巨頭宣布，他們發(fā)現(xiàn)了一種基于光能技術(shù)的固體電解質(zhì)新生產(chǎn)方法。
該公司的固態(tài)電池中試工廠目前正在 Solid Power 的幫助下在大田的韓國研究中心建設，預計將于 2025 年下半年完工。
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