韩国SK on开发新型氧化物固态电解质

电动悟空摘录 据外媒报道,韩国SK集团旗下的电池制造商SK on成功开发了新型氧化物固态电解质(oxide-based solid-state electrolyte),全球锂离子电导率最高,预计将提高全固态电池(all-solid-state battery)的竞争力。

这种氧化物的固态电解质是SK 与檀国大学有关(Dankook University)Park材料科学与工程院 Hee-由jung教授领导的团队共同研发。SK on已在韩国内外申请该技术成果专利。

SK On及其研发团队调整了氧化物固态电解质LLZO(由锂、兰、锆、氧组成)的添加剂。与现有产品的锂离子电导率相比,新材料的锂离子电导率提高了70%,实现了世界上最高的电导率。锂离子电导率是指锂离子在电解质中的移动速率。高移动速度将加强电池输出,加快充电速度。此外,该技术还可以均匀控制LLZO的微观结构,以确保空气稳定性(atmospheric stability)。SK on表示,固态电解质通常容易受到湿度和二氧化碳的影响,因此长期暴露会降低性能,而固态电解质在这方面表现出较高的稳定性。

尽管与硫化物固态电解质有关(oxide-based solid-state)相比之下,氧化物固体电解质的离子电导率较低,但其化学稳定性较高。当氧化物固体电解质与阴极材料发生反应时,活性较低,从而抑制了可能引起火灾的锂枝晶体(lithium dendrite)石墨阳极可以用高容量锂金属阳极代替。

由于氧化物固体电解质,电池容量显著增加。使用液体电解质的锂离子电池(LiB),最大工作电压可达4.3 V,使用氧化物固态电解质的锂离子电池最大工作电压高达5.5V。SK “如果在电池生产中使用新的氧化物固态电解质,理论上可以将电池容量提高25%。”

氧化物固态电解质材料不仅可用于基于NCM(镍、钴、锰)阴极材料的全固态电池,还可用于固化锂硫电池(lithium-sulfur battery)、锂氧电池(lithium-air battery)等下一代电池,以及SK on正在开发聚合氧化物复合材料(polymer-oxide composite)全固态电池。

氧化物固态电解质如果用于下一代电池,可以同时保证防火安全和长途驾驶。SK 下一代电池研究中心负责人Choio Kyung-“这种具有离子导电性和空气稳定性的固态电解质是制造高质量全固态电池的创新技术,具有连锁反应。”基于未来的技术竞争力,我们将率先抓住下一代电池领域的增长机会。”

目前,SK on正在开发两种全固态电池:聚合氧化物复合固态电池和硫化物固态电池。SK on的目标是在2026年生产上述两种电池的早期原型,并在2028年实现商业化。目前,该公司的下一代电池试验厂正在忠清南道大田市(Daejeon, South Chungcheong Province)预计电池研究中心建设将于2024年完成。

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