Batterie allo stato solido, da SK On arriva la batteria fotonica

Le batterie allo stato solido sono considerate la prossima grande innovazione per il settore della mobilità, ed è dunque normale che tutte le più grandi aziende del settore siano impegnate in ricerca e sviluppo.

Tra queste c'è la coreana SK On (SK Innovation), che ha di recente pubblicato due differenti studi, con risultati molto incoraggianti, proprio per la produzione di batterie allo stato solido.

Il primo studio è stato effettuato insieme al Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, e riguarda la produzione di elettrolita solido con caratteristiche migliorate. È stata utilizzata la tecnica della sinterizzazione fotonica, tradizionalmente utilizzata per la produzione di circuiti stampati. Nel processo si sfrutta un'intensa energia luminosa per rafforzare il legame tra particelle di polvere, dando origine a una massa solida con maggiore resistenza e durata. In questo modo sono stati prodotti elettroliti solidi ibridi inorganici-organici ricchi di ossidi.

Secondo quanto dichiarato, "i risultati sperimentali hanno mostrato che le batterie che utilizzano questo elettrolita ibrido hanno dimostrato un ciclo di vita eccellente". Una delle differenze più rilevanti rispetto ad altri metodi tradizionali riguarda la quantità di energia necessaria. I materiali elettrolitici a base di ossido richiedono in genere un trattamento termico ad alta temperatura a oltre 1.000 gradi Celsius per più di 10 ore, mentre il metodo della sinterizzazione fotonica è più rapido e a basse temperature.

Insieme alla Seoul National University, SK On ha invece studiato il potenziale dei catodi a ossido stratificato ricchi di litio e manganese (catodi LMRO) per le batterie allo stato solido a base di solfuro.

L'importanza di questa soluzione dipende dalla presenza di grande quantità di manganese, più economico del nichel e del cobalto. Tuttavia a contatto con elettroliti liquidi ci sono problemi come la generazione di gas, il decadimento della tensione e la perdita di capacità, ed è quindi per questo che invece per batterie con elettroliti solidi ci possono ottenere risultati migliori.

Il gruppo di lavoro ha scoperto che l'ossigeno rilasciato durante la carica e la scarica in condizioni di alta temperatura e alta tensione, ossida l'elettrolita solido solfuro, portando a un deterioramento delle prestazioni. Per superare questo problema, il team ha sviluppato uno speciale materiale di rivestimento che sopprime il rilascio di ossigeno e aumenta la durata della batteria.

Ma questi sono risultati che dunque sono destinati a restare nell'ambito accademico? Assolutamente no, SK On sta già costruendo il suo impianto dedicato alle batterie allo stato solido, che sarà ultimato nel 2025, con i primi prototipi commerciali di batterie che dovrebbero essere pronti per il 2027 e il 2029, a seconda delle diverse tecnologie utilizzate: una variante composita in ossido di polimero e una variante a base di solfuro.