Корейский научно-исследовательский институт стандартов (KRISS) совместно с Корейским университетом добился ключевого прорыва в области полностью твердотельных аккумуляторов (ASSB), соответствующие результаты опубликованы в журнале «Materials Today». Исследовательская группа с помощью технологии многофункционального композитного покрытия успешно снизила производственные затраты на оксидные полностью твердотельные аккумуляторы, проложив путь к их коммерциализации.
Традиционные литий-ионные аккумуляторы из-за воспламеняемости жидкого электролита несут риск возгорания и взрыва, тогда как полностью твердотельные аккумуляторы заменяют жидкий электролит на негорючий твердый, что принципиально повышает безопасность. Среди них оксидные полностью твердотельные аккумуляторы, благодаря высокой плотности энергии и отсутствию риска выделения токсичных газов, стали фокусом технологий аккумуляторов следующего поколения. Однако их ключевой материал — гранатовый твердый электролит — требует высокотемпературного спекания в процессе производства, при котором испарение лития легко приводит к нестабильности структуры материала, снижению ионной проводимости и другим проблемам. Кроме того, традиционные методы зависят от дорогого покрытия материнским порошком, что делает их дорогостоящими и препятствует коммерциализации.
Исследовательская группа инновационно применила технологию покрытия литий-алюминиевым оксидом (Li-Al-O), которая в процессе спекания обеспечивает источник лития для мембраны электролита и подавляет испарение, одновременно усиливая связь между частицами и повышая степень уплотнения. Эта технология позволила достичь плотности мембраны электролита более 98,2%, ионная проводимость увеличилась более чем в два раза по сравнению с традиционными материалами, а электронная проводимость снизилась в 20 раз, что значительно уменьшило риск внутренней утечки тока. Кроме того, команда успешно изготовила мембрану электролита большой площади 16 см² с выходом 99,9%, при этом производственные затраты снизились до одной десятой от традиционного уровня.
Доктор Бэк Сын Ук, главный научный сотрудник Корейского научно-исследовательского института, заявил: «Это достижение решает более чем двадцатилетние проблемы материалов и производства в области гранатовых твердых электролитов и, как ожидается, ускорит коммерциализацию оксидных полностью твердотельных аккумуляторов, способствуя инновациям в системах накопления энергии и электромобилях». Доктор Ким Хва Чжон, научный сотрудник постдокторантуры, добавил: «В настоящее время Южная Корея зависит от импорта гранатовых электролитных частиц, стоимость которых превышает 550 долларов за сантиметр. Этот технологический прорыв создаст возможности для отечественного производства высокоценных аккумуляторных материалов».
Дополнительная информация: Авторы: Ким Хва Чжон и др., Название: «Возрождение многофункциональности системы Li-Al-O: реализация спекания гранатовых твердых электролитов без материнского порошка», Опубликовано в: Materials Today (2025). Информация о журнале: Materials Today
