Energiasűrűség – Az SK On, a világ egyik vezető akkumulátorgyártója, áttörést ért el a szilíciumanódos szilárdtest-akkumulátorok egyik technológiai kihívásának megoldásában. A fejlesztés elősegítheti a technológia ipari alkalmazását.

A vállalat a Jonsze Egyetem kutatócsoportjával közösen kifejlesztett egy új típusú kötőanyagot, az úgynevezett elektromosan vezető polimert (PPMA), amely kifejezetten szilíciumanódos anyagokra optimalizáltak. A PPMA egyszerre biztosít kitűnő elektromos vezetőképességet és tapadást, így képes csökkenteni a szilíciumanódos, szilárd-test akkumulátorok ismételt töltési és kisütési ciklusai során fellépő szerkezeti instabilitást.

Közös fejlesztés

A fejlesztés azért bír kiemelt fontossággal az SK On számára, mert a vállalat a teljesen szilárdtest-akkumulátorok kereskedelmi bevezetésére készül, és ennek érdekében párhuzamosan dolgozik a technológia fejlesztésén és a gyártási feltételek kialakításán. A vállalat egy kísérleti üzemet is létrehozott a tedzsoni Future Technology Institute központjában. A piaci bevezetést 2029-re tervezik.

Az intézet vezetője, Park Ki-soo kiemelte, „az ipar és az akadémiai szféra együttműködése révén érdemi előrelépést értünk el a következő generációs szilárdtest-akkumulátorok területén”, majd hozzátette: “a vállalat folytatja az egyetemi partnerekkel közös innovációt a jövő akkumulátortechnológiáinak fejlesztése érdekében”.

A szilíciumanód korlátai

Az új fejlesztés jelentőségét az adja, hogy a szilíciumanódot már egy ideje a nagy energiasűrűségű akkumulátorok egyik legígéretesebb fejlesztési irányaként tartják számon, mivel elméletben közel tízszer annyi energiát képes tárolni, mint a jelenleg elterjedt grafit.

Ugyanakkor komoly problémát jelent, hogy töltés és kisütés során a térfogata több mint 300 százalékkal változik, amely eddig jelentősen megnehezítette a széles körű ipari alkalmazását. Ahogy az anyag az akkumulátor működése közben folyamatosan tágul és összehúzódik, a benne lévő részecskék közötti kapcsolat meggyengül vagy megszűnik, miközben a belső ellenállás nő.

Innováció a kötőanyagok terén

Az SK On és a Jonsze Egyetem közös kutatócsoportja megállapította, hogy alacsony nyomás mellett a teljesítményromlást nem a lítium-ionok mozgása, hanem az elektródon belüli elektronáramlás okozza. Ennek megfelelően az újonnan fejlesztett PPMA-anyagot úgy alakították ki, hogy egyrészt stabil útvonalakat biztosítson az elektronok áramlásához az elektród teljes szerkezetében, másrészt erősítse a szilíciumrészecskék közötti kötést.

Ezen túlmenően az újonnan kifejlesztett kötőanyag egyszerűsítheti a folyamatokat és javíthatja a termelés hatékonyságát is. Korábban speciális oldószerekre és nagy nyomásra volt szükség, a PPMA alkalmazásával azonban vízbázisú eljárás is elérhetővé válik, ami csökkenti a környezeti terhelést és a gyártási költségeket.

Forrás: SK On

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!