SK On prezintă noi progrese în cercetarea bateriilor în stare solidă

SK On și- a prezentat cele mai recente descoperiri privind cercetarea bateriilor în stare solidă, în colaborare cu parteneri academici, subliniind angajamentul său de a promova soluții pentru baterii de generație următoare. SK On, parte a SK Group din Coreea de Sud, a declarat că cercetarea sa, efectuată în colaborare cu grupul Dr. Dong-Won Kim de la Universitatea Hanyang din Seul, a descoperit o metodă de îmbunătățire a duratei de viață a bateriilor litiu-metal în stare solidă (ASSLMB) pe bază de sulfură.

Studiul, publicat luna trecută în ACS Energy Letters , introduce o metodă de formare a unui strat protector pe suprafața anodului metalic de litiu pentru a spori siguranța bateriei și a prelungi durata de viață a acesteia. Echipa a depus, de asemenea, cereri de brevet pentru principalele sale descoperiri, atât la nivel național, cât și internațional.

Litiul metalic este considerat un material anodic de generație următoare datorită capacității sale ridicate – de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a grafitului – și potențialului său electrochimic scăzut, care permite o densitate energetică sporită și o putere de înaltă performanță. Cu toate acestea, litiul metalic este cunoscut și pentru provocări precum reactivitatea sa ridicată cu aerul, care duce la formarea inegală a compușilor anorganici pe suprafața sa. Acest strat împiedică mișcarea ionilor de litiu, reducând atât eficiența încărcării, cât și cea a descărcării, promovând în același timp formarea dendritelor, care amenință și mai mult durata de viață a bateriei. De asemenea, bateriile complet în stare solidă care utilizează anozi de litiu metalic au demonstrat, în general, cicluri de încărcare-descărcare limitate, adesea în jur de 100.

Pentru a aborda problema duratei de viață limitate, echipa de cercetare a îndepărtat stratul de suprafață rezistiv prin imersarea anodului metalic de litiu într-o soluție special formulată care conține nitrometan, dimetoxietenă și nitrat de litiu. Această abordare a dus la formarea unui strat protector cu conductivitate ionică ridicată, atribuită nitratului de litiu, și rezistență mecanică sporită datorită oxidului de litiu.

SK On a afirmat că această metodă asigură stabilitatea interfacială, rezultatele experimentale arătând că anodul metalic de litiu modificat la suprafață a permis o funcționare stabilă timp de peste 300 de cicluri de încărcare-descărcare la temperatura camerei, triplând durata de viață a ciclului în comparație cu bateriile convenționale cu litiu metalic, în stare solidă.

În colaborare cu Dr. Jong Hyeok Park de la Universitatea Yonsei, SK On a anunțat o altă realizare, descoperind relația dintre durata de viață a bateriei și timpul de întărire termică a electroliților polimerici în gel (GPE). Studiul lor a fost anulat în revista Angewandte Chemie în februarie.

Conform studiului, timpii mai lungi de întărire termică pentru GPE au dus la o mai bună păstrare a performanței bateriei. Studiul a arătat că bateriile care utilizează electroliți cu 60 de minute de întărire termică au prezentat o scădere cu 9,1% a capacității de descărcare, în timp ce cele cu doar 20 de minute de întărire termică au înregistrat o scădere cu 34%.

Aceasta sugerează că un timp mai scurt de întărire termică duce la descompunerea ușoară a stratului protector al catodului, ceea ce, la rândul său, reduce capacitatea și, în cele din urmă, scurtează durata de viață a bateriei.

De asemenea, în cadrul studiului, echipa a aplicat calcule bazate pe teoria funcțională a densității (DFT) pentru a identifica cauza și mecanismul degradării performanței catodului și pentru a investiga reacțiile secundare induse de monomeri reziduali în timpul etapei inițiale de încărcare. SK On a declarat că se așteaptă ca rezultatele acestui studiu să contribuie la îmbunătățirea duratei de viață a bateriilor pe bază de compozite polimer-oxid.

SK On dezvoltă două tipuri de blocuri de încălzire a energiei (ASSB): compozite polimer-oxid și pe bază de sulfură, comercializarea fiind planificată pentru 2028, respectiv 2030.

• Litiu modificat la suprafață care permite baterii litiu-metal de înaltă performanță, în stare solidă; Hui-Tae Sim, Myung-Keun Oh, Hyo-Jin Kim, Ye-Eun Park, Yun-Sun Cho, Jaeyoung Choi, Seong-Jin Park și Dong-Won Kim; ACS Energy Letters 0, 10 doi: 10.1021/acsenergylett.5c00656
• Reacții secundare induse de monomeri reziduali în electroliții polimerici din gel: Dezvăluită defecțiune catodică cu conținut ridicat de nichel în bateriile cu litiu; Min Su Choi, Sang Goo Kang, Jaehoon Choi, Jeonghyun Ko, Prof. Jong Hyeok Park; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202424568. doi: 10.1002/anie.202424568