Lee Seok-hee(左),SK On总裁(图片来源:SK On)

SK On宣布,公司与延世大学的Jeong Yun-seok教授、Kim Jeong-hoon教授团队联合开发出一款面向硅负极全固态电池的新型粘结剂“PPMA”,用于解决该类电池商业化过程中的关键技术难题。

据SK On 1月15日介绍,PPMA是一种兼具导电性与粘结力的电子导电聚合物,可增强电极内部电子传导,同时提升硅颗粒之间的结合力,从而缓解硅负极全固态电池长期存在的结构稳定性问题。

公司表示,研究团队已在接近商用环境的压力条件下,完成搭载该粘结剂的硅负极全固态电池验证,并以高能量密度软包电池进行了测试。与实验室环境相比,此次验证条件更接近实际电动汽车应用场景。经过数百次充放电后,电池容量仍保持稳定,初始性能基本维持。

从理论上看,硅负极的储能容量约为石墨的10倍,被视为下一代高能量密度电池的核心材料之一。不过,硅在充放电过程中体积变化幅度可超过300%,这也一直是其商业化应用的主要障碍之一。材料在反复膨胀和收缩过程中,颗粒间接触容易中断,内部电阻随之上升,进而拖累能量密度、容量、循环寿命、输出和效率等关键指标。

对于全固态电池而言,电极固体颗粒之间的接触是维持导电性能的关键。一旦这种接触遭到破坏,性能恢复将更加困难。因此,行业通常通过增加粘结剂用量或施加更高压力来维持颗粒接触。此前广泛使用的PVDF粘结剂绝缘性较强,若继续增加用量,反而不利于改善电极性能。

SK On与延世大学研究团队指出,低压条件下性能下滑的症结并不在锂离子传输,而在于电极内部电子传导受阻。PPMA的设计目标,就是在电极内部形成稳定的电子传导通路,同时增强硅颗粒之间的结合力。SK On称,该方案还可采用水基工艺,有助于减少环境影响并降低制造成本,同时将所需压力降低80%以上。

SK On未来技术院院长Park Ki-su表示,此次产学合作推动公司在下一代全固态电池研发方面取得积极进展。未来,公司将继续加强与学界合作,加快下一代电池技术创新。

上述研究成果已于去年12月5日发表于国际学术期刊《Nature Communications》。继本月8日公布与首尔大学合作的单晶正极材料研究成果后,SK On此次又在硅负极领域取得新进展。

SK On还表示,公司已于2025年下半年在大田未来技术院内建成一座面积约4628平方米的全固态电池试点工厂,并将全固态电池商业化目标定在2029年。

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