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SK On研发成果频传 提出硅负极全固态电池商业化关键方案

SK On通过开发新型材料,为解决硅负极全固态电池长期面临的性能下降问题提供了解决方案。继1月8日发布与首尔大学合作研发单晶正极材料的*成果后,SK On近日再度联手延世大学在硅负极领域取得突破,持续巩固其在电池技术领域的领先地位。

*该成果为:成功开发出新的材料合成方法,制备出由大颗粒构成的高密度单晶正极,相关论文已在《Nature Energy》上发表。

SK On于1月15日宣布,已与延世大学郑允锡(音)、金正勋(音)教授团队共同开发出适用于硅负极的新型材料粘合材料“*PPMA”(电子导电高分子)。该材料兼具导电性与强粘接性,能有效改善硅负极全固态电池的结构稳定性问题。

*PPMA = poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrene sulfonic acid)-co-(maleic acid),即聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸-马来酸共聚物),是一种在导电高分子PEDOT:PSS中引入马来酸以提升粘附力的电子导电高分子材料。

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《Nature Communications》刊载的SK On与延世大学关于电子导电高分子材料的研究论文(图片来源:《Nature Communications》页面截图)

此项研究成果已于*2025年12月5日在线发表于国际知名期刊《Nature Communications》。评审专家指出,该研究成功将此前在液态电解液电池中应用受限的导电高分子粘合剂,稳定应用于全固态电池体系,拓展了该材料的应用场景。

*此处为在线预览版发布时间。经学术期刊校对程序后,已于2026年1月6日正式发布。

SK On已将新型粘合剂应用于硅负极全固态电池,并在接近实际使用条件的压力环境下成功实现稳定运行。

这一成果的重要意义在于,其性能验证已超越实验室级电池测试,在更贴近电动汽车实际使用条件的高能量密度软包电池中得到了确认。即使在数百次充放电循环后,电池容量没有下降,仍稳定保持了初始性能。

硅负极理论储能量约为石墨的10倍,被视为下一代高能量密度电池的核心材料。然而,其在充放电过程中体积膨胀超过300%的问题,一直是商业化道路上的主要障碍。剧烈的体积变化会导致电极颗粒间接触失效、内阻上升,严重影响电池的能量密度、容量、寿命、输出及效率等关键性能。

全固态电池依靠固体颗粒间的物理接触传导电流,一旦接触中断便难以恢复。传统解决方法是增加粘合剂用量或施加更高压力,但常用粘合剂PVDF(聚偏氟乙烯)绝缘性强,用量增加反而会制约电极性能提升。

SK On与延世大学团队研究发现,低压环境下性能下降的主因并非锂离子传输受限,而是电极内部电子传导不畅。为此,新开发的PPMA材料特别设计了可在电极内部构建稳定电子通道的结构,同时增强硅颗粒间的结合强度。

此外,该新型粘合剂在工艺简化与生产效率方面表现突出:传统方法需使用特殊溶剂并施加高压,而PPMA支持水基工艺,不仅环保负担更低,还可大幅降低制造成本,所需压力也减少80%以上。

SK On未来技术院院长朴基壽表示:“此次产学研合作为下一代全固态电池发展迈出了重要一步。未来我们将继续深化与学术界的合作,加速电池技术的创新进程。”

目前,SK On正加快推进全固态电池的量产准备工作。已于2025年下半年在大田未来技术院内建成面积约4,628平方米的全固态电池中试生产线,并计划在2029年实现商业化应用。与此同时,SK On也在持续扩大与韩国重点高校的联合研发规模,强化产学研协同创新。

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