SK On publica avances en tecnología de baterías de estado sólido

SK On está desarrollando actualmente dos tipos de baterías de estado sólido: una variante con compuestos de polímero-óxido y otra basada en sulfuro. El fabricante surcoreano de baterías espera tener listos prototipos comerciales para 2028 y 2030, respectivamente.

Un estudio con la Universidad de Hanyang destaca un método que mejora la vida de ciclo largo de las baterías que utilizan ánodos de metal de litio, mientras que otro con la Universidad de Yonsei descubre la relación entre el tiempo de curado del electrolito de polímero de gel y la vida útil de la batería.

"Estos logros son el resultado de los continuos esfuerzos de investigación y desarrollo de SK On y de su experiencia tecnológica, posible gracias a la colaboración con el mundo académico", afirma Kisoo Park, director del Departamento de Investigación y Desarrollo de SK On. "Servirán de base importante para superar los retos tecnológicos de las baterías de estado sólido".

Los nuevos resultados de la investigación de SK On y la Universidad de Hanyang sobre las baterías de litio-metal basadas en sulfuro se han publicado recientemente en la revista especializada ACS Energy Letters. Para prolongar la vida útil de este tipo de baterías, los investigadores utilizaron una capa protectora en la superficie del ánodo de metal de litio del núcleo. El equipo ya ha solicitado una patente para el método.

Actualmente, el litio metálico se considera la próxima generación de materiales para ánodos, ya que tiene una capacidad unas diez veces superior a la del grafito. Sin embargo, también tiene una alta reactividad con el aire que puede provocar la formación irregular de compuestos inorgánicos en su superficie. Según SK On, esta capa dificulta el movimiento de los iones de litio, lo que reduce la eficacia de carga y descarga y, al mismo tiempo, favorece la formación de dendritas. Los investigadores abordan el problema de que las baterías de estado sólido con ánodos de metal de litio sólo suelen tener un número limitado de ciclos de carga y descarga, a menudo en torno al 100

Para prolongar la vida útil de estas pilas, el equipo de investigación eliminó la capa superficial resistente sumergiendo el ánodo de metal de litio en una solución especialmente formulada de nitrometano, dimetoxietileno y nitrato de litio. Los investigadores explicaron que, de este modo, se formó una capa protectora con una alta conductividad iónica gracias al nitrato de litio y una mayor resistencia mecánica gracias al óxido de litio. Se dice que los resultados experimentales han demostrado que "el ánodo de metal de litio modificado en superficie permite un ciclo estable de más de 300 ciclos de carga y descarga a temperatura ambiente, lo que triplica la vida útil en comparación con las baterías convencionales de metal de litio de estado sólido".

En un segundo proyecto de investigación, SK On se asoció con la Universidad de Yonsei para investigar el mecanismo de degradación del cátodo en las baterías de polímero de estado sólido. Los científicos pudieron descubrir la conexión entre la vida útil de las baterías y el tiempo de curado térmico de los electrolitos poliméricos en gel (GPE). Su estudio se publicó recientemente en la revista Angewandte Chemie.

Según el estudio, un mayor tiempo de curado térmico de los GPE permite conservar mejor el rendimiento de las baterías. Las baterías que utilizaron electrolitos con 60 minutos de curado térmico mostraron una disminución de la capacidad de descarga del 9,1%, mientras que las baterías con sólo 20 minutos de curado térmico mostraron una disminución del 34%. SK On afirma que esto indica que un tiempo de curado térmico más corto provoca una degradación más fácil de la capa protectora del cátodo, lo que a su vez reduce la capacidad y, en última instancia, acorta la vida útil de la pila.

En el estudio, el equipo también aplicó cálculos de la teoría del funcional de la densidad. Se trata de un enfoque de modelización mecánica cuántica para calcular la disposición de los electrones en los materiales y predecir sus estados energéticos. Los investigadores utilizaron este método para determinar la causa y el mecanismo de la degradación del rendimiento del cátodo y para investigar las reacciones secundarias causadas por los monómeros residuales durante la fase de carga inicial. Según SK On, los resultados de este estudio deberían ayudar a mejorar la vida útil de las baterías basadas en compuestos de polímero-óxido.

SK On publica regularmente actualizaciones sobre sus avances en I+D. El verano pasado, por ejemplo, la empresa anunció que había creado un electrolito de polímero sólido para baterías de metal de litio que puede funcionar a temperatura ambiente. A principios de 2025, el gigante de la fabricación de baterías anunció, entre otras cosas, que había encontrado una nueva producción método para el electrolito sólido basado en la tecnología de la energía luminosa.

La planta piloto de baterías de estado sólido de la empresa es actualmente en construcción en el centro de investigación coreano de Daejeon con la ayuda de Solid Power, y se espera que esté terminado en la segunda mitad de 2025.

incluido el reportaje de Sebastian Schaal

Fuente: Información por correo electrónico