在全球新能源汽车对高能量密度与高安全电池需求持续飙升的背景下，韩国电池制造商SK On近日公布其在固态电池（All-Solid-State Battery）领域的重要研究进展。此次成果围绕“锂金属阳极保护技术”和“聚合物氧化物电池中GPE（凝胶聚合物电解质）固化控制”，分别与韩国汉阳大学金东元教授团队及延世大学朴钟赫教授团队联合完成，研究成果分别发表于《ACS Energy Letters》（2024年4月刊）与《Angewandte Chemie》（2024年2月刊）等国际核心能源与化学学术期刊中。
一、锂金属：固态电池的“圣杯”材料
在固态电池技术中，锂金属阳极因其理论容量约为石墨的10倍，且具有极低的电化学势，成为提升能量密度和输出功率的关键材料。然而，锂金属极易与空气反应，暴露后会在表面形成不均匀的无机副产物，如碳酸锂、氢氧化锂等，导致电池充放电效率下降、电化学反应界面不稳定，最终缩短电池寿命。
研究显示，若直接使用锂金属作为阳极，固态电池在常温条件下的充放电周期寿命一般限制在100次以内。
二、SK On研发锂金属阳极保护层技术
为解决上述问题，SK On开发了一种创新工艺：将锂金属阳极浸泡于特制溶液中，以去除表面无机残留物，同时诱导形成一层复合保护层，其中包含：
- 氮化锂（Li₃N）：具有优异离子导电性，促进锂离子在界面顺畅传输；
- 氧化锂（Li₂O）：具备高机械强度，增强结构稳定性与抗形变能力。
通过这层复合保护层，锂金属与电解质之间的界面稳定性显著提升，使固态电池在室温下充放电次数突破300次，相较原先约100次的限制提升了约三倍寿命。
这项技术的原创性已获得SK On在韩国与全球范围内申请专利。
三、GPE热固时间影响寿命：延世大学合作研究成果公布
在另一项由SK On与延世大学合作的研究中，团队聚焦于聚合物氧化物复合固态电池的关键环节：凝胶聚合物电解质（GPE）的热固化时间对电池性能的影响。
研究表明：GPE固化时间越长，其结构越稳定，抑制副反应与结构坍塌的能力越强。具体数据如下：
- 固化60分钟：电池在长时间使用后，放电容量仅减少9.1%；
- 固化20分钟：放电容量下降达34%，性能急剧衰退。
由此可见，优化GPE的热固化工艺时间，对提升复合固态电池的寿命具有决定性作用。
该成果已发表于化学顶级国际期刊《Angewandte Chemie》，为聚合物固态电池的工程化制造提供了理论依据。
四、固态电池商用化时间表：2028年与2030年目标明确
根据SK On公布的时间节点：
- 聚合物氧化物固态电池（Polymer Oxide Composite Battery）计划于2028年实现商用化；
- 硫化物基固态电池（Sulfide-based ASSB）则预计2030年规模化量产。
SK On表示，这些技术突破是在长期研发投入与与学术界深度合作的基础上取得的。研发负责人朴基秀（Park Ki-soo）强调：
“此次成果是SK On持续研发投入与技术协同的体现，也是我们解决固态电池关键挑战的重要里程碑。”
五、市场与前景：固态电池加速商业化进入冲刺阶段
全球主流电池制造商如Toyota、Samsung SDI、CATL等均在布局固态电池赛道，但固态电池一直面临着诸如界面不稳定、寿命短、成本高等技术瓶颈。SK On此次公布的两项成果，分别针对“阳极失效”与“电解质固化控制”两个关键痛点提出了解决方案，进一步推进固态电池向高可靠性、高能量密度的目标演进。
随着SK On在学术界不断扩展合作网络并推进产业化路径，预计其将在2028-2030年之间引领固态电池走出实验室、走向市场，特别是在高端电动车、储能、航空领域具备广阔应用前景。
结语：
SK On通过锂金属保护层构建与聚合物固态电解质热固优化两大技术路径，切实解决了制约固态电池寿命和效率的关键难题。此次与韩国两所顶尖高校的合作，标志着SK On正在稳步迈入“下一代电池”商业化竞争的核心阵营。
未来，随着相关专利布局与生产线部署同步推进，SK On有望在全球固态电池市场中占据技术与时间的双重先机。
