Le batterie allo stato solido rappresentano il futuro della mobilità elettrica e delle energie rinnovabili. E lo sa bene l’azienda sudcoreana SK On, specializzata nella produzione di celle energetiche, che ha recentemente annunciato l’adozione di nuove tecnologie avanzate pensate per ottimizzare il processo produttivo di queste batterie.
Batterie allo stato solido con la sinterizzazione fotonica
La prima tecnologia “svelata” da SK On è quella della sinterizzazione fotonica, applicata per la prima volta nella produzione delle batterie allo stato solido. Tradizionalmente impiegata per la produzione di circuiti stampati, la sinterizzazione fotonica sfrutta un’intensa energia luminosa per rafforzare il legame tra particelle di polvere. Il risultato è la formazione di una “massa solida” (cioè una componentistica) dotata di maggiore resistenza e durata.
In uno studio condotto in collaborazione con il Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, SK On ha rilevato che, adottando questa tecnologia per la produzione di batterie allo stato solido con “compositi inorganici-organici”, è stato possibile produrre celle energetiche “con un ciclo di vita eccellente“.
Ma non solo. Grazie alla sinterizzazione fotonica, la produzione di batterie allo stato solido diventa ancora più efficiente a livello energetico: mentre i metodi tradizionali richiedono alte temperature (oltre 1.000°C) e lunghi tempi di lavorazione, la sinterizzazione fotonica opera a basse temperature e in tempi ridotti.
Un rivestimento speciale per i catodi LMRO
Oltre alla sinterizzazione fotonica, SK On ha studiato con la Seoul National University anche il potenziale dei cosiddetti “catodi a ossido stratificato ricchi di litio e manganese” (LMRO – Lithium Manganese Rich Oxides) per le batterie allo stato solido a base di solfuro.
Questi catodi, ricchi di manganese, offrono un’alternativa economica rispetto al nichel e al cobalto, materiali critici per le batterie tradizionali. Tuttavia, essi soffrono di diversi limiti, come il rilascio di gas e il deterioramento delle prestazioni. Ma solo se utilizzati con elettroliti liquidi: utilizzandoli per batterie con elettroliti solidi si possono ottenere invece risultati migliori.
Basta solo applicare un rivestimento speciale per limitare il rilascio di ossigeno. Nella ricerca SK On ha scoperto che a causa dell’ossigeno rilasciato durante i cicli di carica e scarica l’elettrolita solido tende a ossidarsi, compromettendo così la durata della batteria. Grazie al sopraccitato rivestimento speciale, è stato possibile limitarne il rilascio, migliorando così la stabilità e la durata dei catodi LMRO nelle batterie solide.
Nuove batterie allo stato solido entro il 2027
Queste tecnologie non resteranno confinate al mondo accademico. SK On sta investendo nella realizzazione di un impianto pilota per la produzione di batterie allo stato solido che utilizzano queste tecnologie, con completamento previsto per il 2025. La roadmap prevede il lancio di prototipi commerciali nel 2027 per le varianti a base di ossido-polimero e nel 2029 per quelle a base di solfuro.
“Questi risultati sono il risultato degli sforzi proattivi di ricerca e sviluppo di SK On e delle eccezionali capacità tecniche, creando sinergie con esperti del mondo accademico e delle istituzioni“, ha affermato Kisoo Park, responsabile della divisione R&D di SK On.
