SKon成功研发新款固态电解质提升车用电池性能
- 来源：盖世汽车
- 2023/9/1 11:05:32
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据外媒报道，韩国SK集团旗下电池制造商SK on成功研发出新款氧化物固态电解质(oxide-based solid-state electrolyte)，具有高锂离子电导率，并有望提升全固态电池(all-solid-state battery)的竞争力。
该氧化物固态电解质由SK on与檀国大学(Dankook University)材料科学与工程院的Park Hee-jung教授所带领的团队联合研发。且SK on现已在韩国内外为该技术成果申请了专利。
SK on及其研发团队对氧化物固态电解质材料LLZO(由锂、镧、锆、氧构成)的添加剂进行了调整。相较于现有产品锂离子电导率，新材料的锂离子电导率提升了70%，实现了世界高电导率。锂离子电导率是指锂离子在电解质中的移动速率。较高移动速度将强化电池输出，加快充电速度。此外，这项技术还能均匀控制LLZO微观结构，从而确保空气稳定性(atmospheric stability)。SK on表示，通常情况下，固态电解质易受到湿度及二氧化碳的影响，因此长期暴露在外将降低性能，而该氧化物固态电解质则在这方面表现出较高的稳定性。
尽管与硫化物固态电解质(oxide-based solid-state)相比，氧化物固态电解质的离子电导率较低，但其化学稳定性较高。氧化物固态电解质与阴极材料发生反应时活动性较低，从而抑制了可能引发火灾的锂枝晶(lithium dendrite)形成等问题，进而可以用高容量锂金属阳极替代石墨阳极。
得益于氧化物固态电解质，电池容量得到显著增加。使用液态电解质的锂离子电池(LiB)，其最大工作电压最高可达4.3 V，而使用氧化物固态电解质的锂离子电池的最大工作电压高达5.5V。SK on公司表示：“若将该新款氧化物固态电解质运用于电池生产中，理论上可以将电池容量提高25%。”
该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，还可以用于可固化的锂硫电池(lithium-sulfur battery)、锂氧电池(lithium-air battery)等下一代电池，以及SK on正在研发的聚合氧化物复合材料(polymer-oxide composite)全固态电池。
如果将其运用于下一代电池，该氧化物固态电解质可同时保证防火安全性，以及长途驾驶。SK on下一代电池研究中心负责人Choi Kyung-hwan表示：“这种兼具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，且具备连锁反应。”我们将基于未来技术竞争力，在下一代电池领域率先抓住增长机会。”
目前，SK on正在研发两款全固态电池：聚合氧化物复合材料固态电池和硫化物固态电池。SK on的目标是在2026年生产上述两款电池的早期原型，并在2028年实现商业化。目前，该公司的下一代电池试验工厂正在忠清南道大田市(Daejeon, South Chungcheong Province)电池研究中心建设，预计将于2024年完工。
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