■ 揭示硫化物基全固态锂金属电池长循环寿命提升方法
■ 阐明正极性能衰减机制,首次发现凝胶聚合物电解质热固化时间与电池寿命关联性
全球领先电池企业SK On今日公布其与学界合作开展的固态电池最新研究成果,彰显其推动下一代电池技术发展的承诺。
SK On(隶属韩国SK集团)表示,与汉阳大学金东元博士团队合作的研究发现了一种提升硫化物基全固态锂金属电池(ASSLMBs)循环寿命的方法。该研究于上月发表于能源与化学领域顶级期刊《ACS Energy Letters》,提出通过在锂金属负极表面形成保护层以增强安全性并延长寿命,相关核心技术已申请全球专利。
锂金属因高容量(约为石墨负极的10倍)与低电化学电位被视为下一代负极材料,可显著提升能量密度与功率性能。但其高空气反应活性易在表面形成不均匀无机化合物层,阻碍锂离子传输并加剧枝晶*生长,导致充放电效率下降。目前锂金属全固态电池充放电循环次数普遍限制在约100次。
(*枝晶:充电时锂在负极表面呈树枝状不均匀生长的现象)
研究团队通过将锂金属负极浸入特殊溶液(含硝基甲烷、二甲氧基乙烯及硝酸锂)去除表面电阻层,形成兼具高离子导电性(硝酸锂)与优异机械强度(氧化锂)的保护层。实验表明,改性后的锂金属负极在室温下实现超300次稳定充放电循环,循环寿命较传统方案提升3倍。
此外,SK On与延世大学朴钟赫博士团队合作,首次揭示了凝胶聚合物电解质(GPEs)热固化时间与电池寿命的关联性。该成果2月发表于国际顶刊《Angewandte Chemie》。研究表明,热固化时间从20分钟延长至60分钟时,电池放电容量衰减率从34%大幅降至9.1%。短时间固化易导致正极保护层分解,加速容量损失与寿命下降。团队还通过密度泛函理论*(DFT)计算阐明正极性能衰减机理,为聚合物-氧化物复合电池寿命提升提供理论支撑。
(*密度泛函理论:一种量子力学计算方法,用于预测材料电子结构与能量状态)
SK On与汉阳大学联合发表于《ACS Energy Letters》的论文图示,展示锂金属负极保护层形成方法
SK On研发负责人朴基秀表示:“这些成果体现了公司持续研发投入与产学研协同创新的技术实力,将助力突破固态电池商业化技术瓶颈。”目前,SK On正同步开发聚合物-氧化物复合型与硫化物基两类全固态电池,目标商业化时间分别为2028年与2030年。
SK新能源(江苏)有限公司(SK On Jiangsu Co.,Ltd)成立于2019年6月,坐落于江苏省盐城市经济技术开发区希望大道南路59号,是由世界500强、韩国第三大跨国企业SK集团和具有锂电池全球竞争力的惠州亿纬锂能股份有限公司双方共同投资设立的合资企业,公司注册资本为12.17亿美元,通过先后投资20.1亿美元一共建设了两栋新能源汽车动力电池生产基地,总占地面积为605亩,总产能为27GWh,员工数超过2000人。
SK新能源(江苏)有限公司专注于新能源汽车动力电池的研发及制造事业,凭借全球领先水平的自动化、智能化动力电池工厂,致力于为全球客户提供更安全(Safer than ever)、更快充(Faster than ever)、更长续航(Longer than ever)的电池产品,引领新能源汽车动力电池产业的革新和快速发展。公司成立以来荣获“江苏省优秀企业”、蝉联获评“盐城市工业五星企业”等多项荣誉。

