Der südkoreanische Batteriehersteller SK On hat neue Forschungsergebnisse zu Festkörperbatterien veröffentlicht. Das Unternehmen arbeitet derzeit an zwei verschiedenen Arten von Festkörperbatterien, auf Basis von Polymeroxid und von Sulfid. In Forschungsprojekten mit Universitäten seien Fortschritte bei der Verbesserung der Zyklenlebensdauer erzielt worden. Die Markteinführung der Batterien ist SK On zufolge für 2028 beziehungsweise 2030 geplant.
Dreimal mehr Zyklen als bisher möglich
Gemeinsam mit der „Hanyang University“ wurde ein Verfahren zur Stabilisierung der Grenzfläche zwischen Anode und Elektrolyt in sulfidbasierten All-Solid-State-Lithium-Metall-Batterien untersucht. Ziel war es, den zyklischen Kapazitätsverlust zu reduzieren, der bislang den technischen Einsatz der Batteriechemie beschränkt. Die Forschenden entfernten störende Passivschichten auf der Anodenoberfläche durch Eintauchen in eine chemische Lösung. Dadurch bildete sich eine Schutzschicht mit erhöhter ionischer Leitfähigkeit und mechanischer Stabilität. Dies ermögliche mehr als 300 Lade-Entlade-Zyklen bei Raumtemperatur – etwa dreimal mehr als bisher mit ähnlichen Zellen erreichbar war.
Weiterentwicklung polymerbasierter SSB
Ein weiteres Forschungsthema war die thermische Härtung von Gelpolymer-Elektrolyten. In Zusammenarbeit mit der „Yonsei Universität“ wurde gezeigt, dass eine längere Aushärtungszeit die Degradation der Kathode verlangsamen kann. Batterien mit einer Aushärtungszeit von 60 Minuten wiesen deutlich geringere Verluste der Entladekapazität auf als Batterien mit einer kürzeren Behandlungszeit. Zur Klärung der Degradationsmechanismen setzte das Team quantenmechanische Berechnungen ein. Dabei wurden Zusammenhänge zwischen Restmonomeren, Nebenreaktionen und der Bildung schädlicher Grenzflächen identifiziert. Die Erkenntnisse sollen laut SK On zur Weiterentwicklung polymerbasierter Festkörperbatterien (SSB) beitragen.
