SK On patentiert neuartigen Festelektrolyten auf Oxidbasis

Der südkoreanische Batteriezellen-Hersteller SK On hat nach eigenen Angaben zusammen mit der Dankook University einen neuen Festelektrolyten auf Oxidbasis mit einer nach Unternehmensangaben um 70 Prozent verbesserten Lithium-Ionen-Leitfähigkeit entwickelt und im In- und Ausland zum Patent angemeldet.

Unter der Leitfähigkeit versteht man die Geschwindigkeit, mit der sich Lithium-Ionen zwischen der Anode und der Kathode der Batteriezelle bewegen. Eine höhere Geschwindigkeit führt zu einer höheren Akkuleistung und einer kürzeren Ladezeit. SK On äußert in einer Unternehmensmitteilung, dass der neue Festelektrolyt auf Oxidbasis seine Wettbewerbsfähigkeit bei Feststoffbatterien steigern wird. Die detaillierten Ergebnisse wurden jüngst als Titelartikel in der Fachzeitschrift „Advanced Functional Materials (IF 19.9)“ veröffentlicht.

Bei der Neuentwicklung kooperierte SK On mit einem Forschungsteam vom Department of Materials Science and Engineering der Dankook University. Konkret sei es gelungen, die Leitfähigkeit um 70 Prozent auf 1,7 mS/cm zu verbessern sowie die maximale Betriebsspannung auf 5,5 Volt und die Akkukapazität zu steigern. Theoretisch sei eine Erhöhung der Batteriekapazität um 25 Prozent machbar, äußert SK On. Ausgangspunkt dieser Werte ist ein Elektrolytmaterial auf Basis von Lithium-Lanthan-Zirkonium-Sauerstoff (LLZO).

Wer sich mit Batterien auskennt, weiß, dass eine Erhöhung der Lithium-Ionen-Leitfähigkeit im Allgemeinen die Stabilität beeinträchtigt. Laut SK On konnte das Forschungsteam dieses Problem jedoch lösen. Festelektrolyte auf Oxidbasis haben im Vergleich zu ihren Pendants auf Sulfidbasis eine geringere Ionen-Leitfähigkeit, bieten jedoch eine bessere chemische Stabilität, wie SK On erklärt. Und: Der neue Elektrolyt könne nicht nur für Feststoffbatterien auf NCM-Kathodenbasis, sondern auch für künftige Lithium-Schwefel- und Lithium-Luft-Batterien eingesetzt werden.

SK On selbst entwickelt gegenwärtig zwei Arten von Festkörperbatterien, nämlich eine „hochmolekulare Oxid-Verbundbatterie“ sowie Batterien auf Sulfidbasis. Für Erstere ist die hier beschriebene Neuentwicklung anwendbar. Das Unternehmen will bis 2026 erste Prototypen beider Typen produzieren und diese bis 2028 kommerzialisieren. Eine Batterie-Pilotanlage, die derzeit am Daejeon Battery Research Institute in Korea gebaut wird, soll voraussichtlich im nächsten Jahr fertiggestellt werden.

Choi Kyoung-hwan, Leiter des SK On Next Generation Battery R&D Office, äußert sich wie folgt: „Der Festkörperelektrolyt, der sowohl ionische Leitfähigkeit als auch atmosphärische Stabilität aufweist, wird als innovative Technologie zur Herstellung hochwertiger Festkörperbatterien beitragen. Basierend auf unserer hervorragenden zukünftigen technologischen Wettbewerbsfähigkeit wird SK On weiterhin Wachstumschancen im Bereich der Batterien der nächsten Generation schaffen.“
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