Mejora del rendimiento y la estabilidad de las baterías de estado totalmente sólido sin ánodo de próxima generación utilizando películas delgadas de disulfuro de molibdeno 2D. Crédito: Corea Research Institute of Chemical Technology (KRICT)
Los investigadores de Corea del Sur han desarrollado una tecnología que mejora la vida útil de las baterías totalmente de estado solidal (AFASSBS) sin ánodo de generación de próxima generación por siete veces utilizando un material bidimensional rentable.
A collaborative team led by Dr. Ki-Seok An and Dr. Dong-Bum Seo of the Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT), along with Prof. Sangbaek Park’s group at Chungnam National University successfully enhanced the durability of AFASSBs by applying a molybdenum disulfide (MoS2) Capa de sacrificio cultivada a través de la deposición de vapor químico de metal -orgánico (MOCVD) sobre los colectores de corriente de acero inoxidable (SUS).
El estudio fue publicado en Letras nano-micro.
Las baterías convencionales de iones de litio usan electrolitos líquidos y pueden sufrir un crecimiento de dendrita de litio durante la carga, especialmente debido a la deposición desigual de litio en la superficie del ánodo, lo que puede perforar el separador y causar circuitos cortos o fugitivo térmico.
Las baterías de estado sólido (SSB), que reemplazan a los electrolitos líquidos inflamables con electrolitos de estado sólido (SES), ofrecen una mayor seguridad, mayor densidad de energía y rendimiento estable a bajas temperaturas.
Yendo un paso más allá, AFAssbs elimina el ánodo por completo durante la fabricación. En su lugar, los iones de litio migran desde el cátodo durante la carga inicial y la placa en el colector actual, formando una capa de litio. Esta estructura maximiza la densidad de energía al reducir el volumen celular. Sin embargo, el revestimiento/eliminación de litio repetido en la interfaz SE -Current Collector (CC) a menudo conduce a la inestabilidad interfacial y la vida útil del ciclo reducido.
Aunque los recubrimientos de metal nobles (p. Ej., AG, IN) se han utilizado para estabilizar la interfaz, su alto costo y su complejo procesamiento obstaculizan la comercialización.
El Dr. Dong-Beom SEO del KRICT opera el equipo de deposición de vapor químico orgánico (MOCVD). Crédito: Corea Research Institute of Chemical Technology (KRICT)
Para superar estos desafíos, los investigadores aplicaron MOS de bajo costo2 Películas delgadas de nanofa para los SUS CCS usando MOCVD. Durante el ciclismo, MOS2 Sufre una reacción de conversión con litio para formar MO metal y sulfuro de litio (Li2S), que actúan como una capa interfacial litiofílica. Esta entrevía ayuda a suprimir el crecimiento del litio dendrítico y mejora la estabilidad interfacial.
En pruebas, baterías con MOS2-Los CC recubiertos demostraron una operación estable durante más de 300 horas, mientras que las celdas que usan SU desnudas cortadas después de aproximadamente 95 horas, una mejora de 3.2 veces. Células llenas con MOS2 Las capas también lograron 1.18 veces la capacidad de descarga inicial más alta (136.1 → 161.1 mAh/g) y la retención de capacidad mejorada siete veces (8.3% → 58.9% después de 20 ciclos).
Mientras aún está en una etapa temprana de desarrollo, el equipo de investigación anticipa la implementación práctica en 2032. Hicieron hincapié en la importancia de reemplazar metales nobles con MOS de bajo costo2 al avanzar en Afassbs.
El presidente de Krict, Young-Kuk Lee, declaró: “Esta es una tecnología central de próxima generación que podría acelerar la comercialización de baterías de estado sólido en diversas aplicaciones”.
Más información:
Dong-Bum Seo et al, adaptación a la interfase de electrolitos sólidos artificiales a través de MOS2 Película delgada de sacrificio para baterías totalmente sólidas de estado, sin LI, Letras nano-micro (2025). Doi: 10.1007/s40820-025-01729-W
Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Citación: Mos₂ Thin Films extiende la vida útil de las baterías de estado sólido sin ánodo por siete veces (2025, 18 de junio) recuperó el 18 de junio de 2025 de
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