加速全固态电池商业化的核心技术已在韩国国内研发成功。
韩国电子通信研究院（ETRI）23日表示，研究团队通过将高离子电导率硫化物系固体电解质与激光加工支撑体（scaffold）相结合，成功实现了一种既薄且柔韧、又可大面积制备的固体电解质膜。
全固态电池是将锂离子电池中的液体电解质替换为不可燃固体电解质的下一代电池，备受关注。其起火风险低、安全性高，并且可采用高能量密度的锂金属负极，从而具备储存更多能量的优势。
但以往研究多采用厚度达数百微米（㎛）的厚片状固体电解质，由此反而导致电池能量密度降低。相反，如果减小固体电解质的厚度，机械强度会急剧下降，从而在大面积制备方面出现困难。
为此，ETRI构想出一种方法：在通过激光形成微孔的支撑体表面涂覆固体电解质浆料，实现了厚度为27㎛的超薄固体电解质膜。
尤其是，该固体电解质膜的拉伸强度比现有自立式（freestanding）结构提高了13倍以上，并且通过将高分子薄膜或金属箔用作支撑体，同时满足了机械耐久性与离子电导率两方面要求。
ETRI还利用商用锂离子电池制造工艺中使用的刮刀式涂布机（comma coater），成功制备出卷状固体电解质膜。由此证明其与卷对卷（roll-to-roll）工艺具有良好兼容性，确认了实际量产的可能性。
实验结果显示，在应用ETRI开发的固体电解质膜时，全固态电池实现了比传统片状电解质高6倍的能量密度，并在室温下展现出稳定的充放电循环性能。
此外，研究团队还通过计算机模拟，分析了支撑体孔隙的排列、形态与均匀性对机械强度和电化学性能的影响，并提出了优化方向。
高级研究员 Kang Seokhun 表示：“ETRI同时确保了固体电解质膜的机械耐久性和离子电导率，使得长期以来制约全固态电池商业化的关键课题——具备薄且柔韧、相当于隔膜水平的固体电解质膜的大面积化——成为可能。”
智能材料研究室室长 Lee Younggi 称：“本次研究的意义在于，为实际电池量产工艺的应用奠定了基础技术。”他还表示：“今后有望将其扩展至电极界面稳定化以及双极结构电池的应用可能性。”
此次研究由ETRI的室长 Lee Younggi 与延世大学教授 Lee Yongmin 担任通讯作者，ETRI高级研究员 Kang Seokhun 作为第一作者参与完成。
研究成果近期已发表在材料科学学术期刊《Small》在线版上。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
