Новые твердотельные батареи готовятся выйти на рынок

Новые твердотельные батареи готовятся выйти на рынок

Ученым удалось разработать полимерный электролит, работающий при комнатной температуре, что ранее было сложно достичь. Этот новый электролит повышает ионную проводимость твердотельных батарей.

Компания SK On и Университет Данкук из Южной Кореи создали полимерный электролит для твердотельных литий-металлических батарей. Новый электролит обеспечивает высокую скорость зарядки и повышенную пожаробезопасность аккумуляторов, сообщает EEnews Europe. Были разработаны два типа полностью твердотельных аккумуляторов: полимерно-оксидные композиты и батареи на основе сульфидов. Пилотные прототипы планируется произвести в 2025 и 2026 годах, а коммерческие версии — в 2028 и 2029 годах. Завод по производству сульфидных аккумуляторов планируют запустить в конце 2025 года.

Полимерные электролиты отличаются низкой стоимостью и простотой производства, однако их ионная проводимость ниже по сравнению с оксидными и сульфидными электролитами, из-за чего они работают при высоких температурах — 70-80°C. Введение полимерного электролита с одноионной проводимостью (SIPE) решило эту проблему. SIPE увеличил ионную проводимость при комнатной температуре в 10 раз и повысил показатель переноса литий-иона с 0,2 до 0,92, что почти в 5 раз больше. Эксперименты показали, что батареи с SIPE сохраняют 77% разрядной емкости при сверхбыстрой зарядке и разрядке.

Улучшенная стабильность промежуточной фазы твердого электролита (SEI) предотвращает образование дендритов, что снижает риск коротких замыканий и возгораний. Теперь литий-металлические батареи могут обладать значительно большей плотностью энергии за счет использования металлического лития вместо графита в качестве катода.

SIPE также обладает высокой механической прочностью, что делает его пригодным для массового производства, а также превосходной термической стабильностью, выдерживая температуры выше 250°C. Ожидается, что использование SIPE в гибридных твердотельных батареях следующего поколения улучшит скорость зарядки и характеристики при низких температурах.

Science XXI