Spis treści
Południowokoreański producent baterii SK On ogłosił przełom w pracach nad ogniwami ze stałym elektrolitem. Dzięki innowacyjnej metodzie ochrony anody litowo-metalowej udało się trzykrotnie wydłużyć żywotność baterii solid-state. To może znacząco wpłynąć na przyszłość samochodów elektrycznych i systemów magazynowania energii.
Nowa warstwa, większa trwałość
Wspólnie z zespołem prof. Dong-Wona Kima z Uniwersytetu Hanyang, inżynierowie SK On opracowali sposób na poprawę stabilności i wytrzymałości ogniw. Kluczowe było usunięcie warstwy oporu tworzącej się na anodzie litowo-metalowej. Zrobiono to, zanurzając anodę w specjalnie opracowanym roztworze, co doprowadziło do powstania warstwy ochronnej.
Warstwa ta składa się z:
- azotanu litu, poprawiającego przewodność jonową,
- tlenku litu, który zwiększa odporność mechaniczną.
Efekt? Stabilna praca ogniwa przez ponad 300 cykli ładowania i rozładowania w temperaturze pokojowej. To trzy razy więcej niż w klasycznych bateriach solid-state z anodą litowo-metalową.
Inne w podobnym temacie
Bezpieczeństwo i trwałość idą w parze
Jedną z największych barier w rozwoju baterii ze stałym elektrolitem jest bezpieczeństwo i trwałość anod litowo-metalowych. Nowe podejście pozwala nie tylko zwiększyć liczbę cykli, ale też poprawia stabilność interfejsu pomiędzy elektrolitem a anodą, co zmniejsza ryzyko zwarć i degradacji materiałów.
SK On już złożył wnioski patentowe na wyniki tych badań. Szczegóły zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie ACS Energy Letters.
Kolejny krok: polimery i czas utwardzania
Równolegle prowadzono badania nad żelowymi elektrolitami polimerowymi (GPE) we współpracy z zespołem prof. Jong Hyeoka Parka z Uniwersytetu Yonsei. Tutaj celem było zrozumienie, jak długość termicznego utwardzania wpływa na żywotność baterii.
Wyniki pokazały, że:
- 60 minut utwardzania skutkuje jedynie 9,1% spadkiem pojemności po serii cykli,
- 20 minut prowadzi do aż 34% spadku.
Przyspieszone utwardzanie powoduje łatwiejszy rozpad warstwy ochronnej katody, co skraca żywotność ogniwa. Dodatkowo, za pomocą modelowania chemicznego zidentyfikowano reakcje uboczne pojawiające się na wczesnym etapie użytkowania, związane z pozostałościami monomerów.
Strategia SK On – co dalej?
SK On intensywnie rozwija dwie linie baterii solid-state:
- kompozytowe z elektrolitem polimerowo-tlenkowym, które mają trafić na rynek w 2028 roku,
- siarczkowe, których komercjalizacja planowana jest na 2030 rok.
Obie technologie mają jeden wspólny cel: zastąpić klasyczne ogniwa litowo-jonowe czymś trwalszym, bezpieczniejszym i bardziej wydajnym.
„Te osiągnięcia są wynikiem naszych ciągłych inwestycji w badania i współpracy z uczelniami. Stanowią fundament do pokonania największych barier technologicznych w rozwoju baterii solid-state” — powiedział Kisoo Park, szef działu R&D w SK On.
Co to oznacza dla rynku i kierowców?
Jeśli technologia rzeczywiście zostanie wdrożona, możemy spodziewać się:
- dłuższej żywotności baterii w samochodach elektrycznych,
- mniejszych kosztów eksploatacyjnych,
- poprawy bezpieczeństwa użytkowania,
- większego zasięgu aut przy tej samej wadze baterii.
To także duży krok w stronę magazynowania energii z odnawialnych źródeł, gdzie trwałość i bezpieczeństwo są kluczowe.
Jakie wyzwania jeszcze przed nami?
Choć wszystko brzmi obiecująco, wdrożenie technologii solid-state do masowej produkcji wciąż napotyka na przeszkody:
- Koszt materiałów i produkcji wciąż jest wysoki.
- Skala produkcji nie pozwala jeszcze na zastosowanie w tańszych segmentach rynku.
- Procesy przemysłowe muszą zostać dostosowane do nowych materiałów i metod.
SK On nie jest jedyną firmą, która próbuje pokonać te bariery, ale jej ostatnie osiągnięcia plasują ją w czołówce globalnego wyścigu.
Czy to już koniec klasycznych ogniw?
Baterie ze stałym elektrolitem są przez wielu uznawane za przyszłość energetyki i elektromobilności. Lepsza gęstość energii, brak ciekłego elektrolitu i większe bezpieczeństwo to argumenty trudne do zignorowania. Ale zanim klasyczne ogniwa litowo-jonowe znikną z rynku, minie jeszcze kilka lat.
Wszystko zależy od tego, kto pierwszy wdroży solid-state na szeroką skalę i czy konsumenci będą gotowi zapłacić więcej za dłuższą żywotność i większe bezpieczeństwo.
Czy Waszym zdaniem to już moment przełomowy dla elektromobilności? A może solid-state to wciąż obietnica bez pokrycia? Zostawcie swój komentarz i podyskutujmy o tym, jak będzie wyglądać przyszłość baterii.
Dołącz do dyskusji