SK On anuncia un gran avance en la investigación de cátodos
Los fabricantes de baterías utilizan actualmente materiales de cátodo policristalinos, que consisten en múltiples cristales agregados dentro de cada partícula. Durante el proceso de calandrado o los ciclos de carga y descarga, las interfaces entre estos cristales pueden provocar grietas y la formación de gases.
Por el contrario, los materiales de cátodo monocristalinos están compuestos por partículas que forman cada una un único cristal. Esta estructura los hace menos propensos a agrietarse, lo que mejora la estabilidad y la vida útil de los ciclos. Además, los materiales de cátodo monocristalino mejoran la estabilidad y la densidad energética de las pilas.
SK On y un equipo de investigación dirigido por el profesor Kisuk Kang, de la Universidad Nacional de Seúl, han desarrollado ahora con éxito este tipo de materiales monocristalinos para cátodos. Los resultados han sido publicado en la revista 'Nature Energy.’
Proceso de fabricación complejo
Sintetizar materiales de cátodos monocristalinos que consigan tanto un gran tamaño de partícula como estabilidad estructural es un reto importante. Esto es especialmente cierto en el caso de los materiales para cátodos con alto contenido en níquel, que requieren un tratamiento térmico a alta temperatura y de larga duración para formar cristales únicos. Este proceso puede provocar el desorden de los cationes, lo que reduce el rendimiento y la vida útil de las baterías.
Para hacer frente a estos retos, investigadores de SK On y de la Universidad Nacional de Seúl desarrollaron un novedoso método de síntesis. Este método permite producir partículas de cátodo monocristalinas de grano grande con una gran estabilidad estructural. Utilizando una etapa intermedia con cátodos de sodio seguida de una reacción de intercambio iónico con el litio, crearon con éxito cátodos de níquel ultrafinos con tamaños de partícula de aproximadamente 10 micrómetros y defectos estructurales mínimos. Estas partículas son aproximadamente el doble de grandes que las de los materiales catódicos convencionales.
Además de una alta densidad energética, estos nuevos cátodos demostraron una excelente estabilidad mecánica y química. Debido a la ausencia de desorden catiónico, experimentaron una menor tensión estructural, produjeron 25 veces menos gas que los cátodos policristalinos convencionales y alcanzaron una densidad energética de hasta 77% de la densidad cristalina teórica.
Estudios de seguimiento previstos
"Esta investigación demuestra claramente la competitividad tecnológica de SK On en materiales para baterías", declaró el Dr. Kisoo Park, Director del Instituto de Tecnología del Futuro de SK On. "Seguiremos reforzando nuestro liderazgo tecnológico a través de la investigación y el desarrollo innovadores con el mundo académico".
SK On y la Universidad Nacional de Seúl ya están planificando estudios de seguimiento para avanzar aún más en estos materiales catódicos de nueva generación. Estos estudios explorarán composiciones de materiales y técnicas de síntesis aún más avanzadas. Además, los investigadores pretenden combinar partículas monocristalinas de distintos tamaños en proporciones óptimas para aumentar aún más la densidad energética.
0 Comentarios