韩研究团队开发量产固态电池技术成本降低90%

韩国研究团队开发出了以非常低廉的费用大量生产被称为下一代电池的”固态电池用固体电解质”的技术。据研究人员介绍,该技术的最大优点是,可以充分利用制作以液体电解质为基础的锂离子电池正极的现有生产线。利用这一技术,现有的锂离子电池制造商只要构筑部分工程板块的设备,就可以轻松大量生产出固态电池。这项研究结果最近发表在《自然-科学报告》上。

韩研究团队开发量产固态电池技术

韩国电气研究院(KERI)8日表示,新一代电池研究中心朴俊宇(音)博士组通过最近3年的研究,开发出了固态电池用固体电解质。研究负责人李相民(音)中心负责人当天表示:”开发出了固态电池最核心的低价固体电解质材料的合成法。”

研究组认为,此次成果将应用于固态电池的大型化及电动车的大量生产、电力储存装置(ESS)等多个领域,并正在推进技术事业化。目前技术的原始专利申请于2019年完成,其目标是发掘有兴趣的需求企业,主导被称为”梦想电池”的固态电池的商用化。

现有的锂离子电池中传达电池中央电子的物质是液体,但固态电池是固体,没有发生火灾的危险。另外,无需另外设置安全装置或隔离膜阻止温度变化或外部冲击。

KERI独自开发的固体电解质合成法是利用低纯度的低廉原料也能大量生产性能卓越的固体电解质的”特殊湿法合成法”技术。

现有的方法都是利用高纯度原料。特殊湿法合成法利用比现有高纯度原料价格10%的低纯度原料,可以大量生产具有高离子导电度的性能良好的固体电解质。

韩研究团队开发量产固态电池技术

现有的固体电解质制造方法和”KERI特殊湿法合成法”的比较。

 与此同时,还开发出了可实现固态电池用正极(+)大面积生产和节约生产费用的”固体电解质最佳含浸技术”。正极是决定电池容量的核心构成要素之一。

此前,为了制造固态电池,研究过将固体电解质溶解在溶剂中并渗入电极的方法,但由于溶液的粘度高,很难使足够量的固体电解质溶液渗入电极。

研究组通过最优化的舰浸工程设计,成功开发出将固体电解质均匀地分散到两极的技术。通过这一技术,仅通过低比率的固体电解质就可以制造出包括大量储存或生成的活物质在内的具有高能量密度固态电池用正极。

朴俊宇(音)博士表示:”KERI特殊湿法合成法是一种划时代的制造技术,即使没有昂贵的原料和复杂的高能工艺方式,也能制造固体电解质。”

这项研究得到了韩国电子技术研究所(KERI)基金(No. 20A01031),韩国国家研究基金会(NRF)(No. 2019R1F1A1059604)以及韩国科学技术部的资助。

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