En asociación con el Centro de I+D de materiales para baterías de Hansol Chemical, un equipo de investigación dirigido por el profesor Sujin Park y Seoha Nam del Departamento de Química de Postec ha desarrollado un nuevo aglutinante y electrolito sin flúor para una batería de alto rendimiento y respetuosa con el medio ambiente diseñada para avanzar. Tecnología Sus resultados fueron publicados recientemente. Revista de Ingeniería Química, Una revista internacional en el campo de la química.
A medida que aumentan las preocupaciones medioambientales, aumenta la importancia de los materiales sostenibles en la tecnología de baterías. Las baterías de litio tradicionales dependen de compuestos fluorados como los aglutinantes de fluoruro de polivinilideno (PVDF) y el hexafluorofosfato de litio (LiPF).6, LP) sales. Sin embargo, este sistema “PVDF-LP” libera fluoruro de hidrógeno (HF) altamente tóxico, lo que reduce el rendimiento y la vida útil de la batería. Además, el PVDF no es biodegradable y, con las regulaciones más estrictas de la Unión Europea (UE) sobre las PFAS, se espera que estas sustancias estén prohibidas para 2026.
Investigadores de POSTECH y Hansol Chemical han diseñado un sistema de baterías no fluoradas para cumplir con las próximas regulaciones ambientales y aumentar la eficiencia de las baterías. Utilizaron perclorato de litio (LiClO4Utilizando la tecnología patentada de Hansol Chemical, electrolito basado en LC) para reemplazar el aglutinante de poliamida aromática no fluorada (APA) con electrolitos LP fluorados. Este innovador sistema “APA-LC” está completamente libre de compuestos fluorados.
“APA Binder” fortalece la unión entre el material activo del cátodo y el colector de corriente de aluminio, evitando la corrosión del electrodo en el electrolito y extendiendo significativamente la vida útil de la batería. Además, los “sistemas LC” enriquecidos con cloruro de litio (LiCl) y óxido de litio (Li)2O), reduce la barrera energética en la interfaz para promover la transferencia de iones, lo que lleva a una difusión más rápida del litio y una mayor eficiencia de producción que los sistemas LP existentes. En general, el sistema APA-LC mostró una mayor estabilidad a la oxidación que el sistema PVDF-LP convencional y retuvo una capacidad un 20 % mayor a una tasa de carga/descarga más rápida de 1 C después de 200 ciclos, 2,8 en una celda de botón dentro del rango de -4,3 V. . Prueba
El equipo de investigación desarrolló una celda de bolsa de 1,5 Ah (amperios-hora) de alta capacidad utilizando el sistema APA-LC. La celda mantuvo una excelente capacidad de descarga y tuvo un excelente desempeño durante las pruebas de carga rápida. Esta es la primera demostración exitosa en el mundo de un sistema de batería que es totalmente escalable y práctico, hecho enteramente de materiales no fluorados, sin compuestos fluorados.
El profesor Sujin Park de POSTECH expresó la importancia de la investigación y dijo: “No sólo hemos modificado el sistema fluorado; hemos demostrado una alta retención de capacidad y una estabilidad excepcional”. “Nuestra solución promoverá la sostenibilidad de la industria de las baterías y facilitará la transición a sistemas de baterías sin flúor, garantizando al mismo tiempo el cumplimiento medioambiental”, continuó.
“Al superar las preocupaciones regulatorias de PFAS, hemos logrado afianzarnos en el mercado mundial de aglutinantes catódicos, que se estima alcanzará los 1,7 billones de wones en 2026”, comentó Young Ho-yeon, director general del negocio de materiales secundarios para baterías de Hansol Chemical. “La investigación continua fortalecerá nuestra posición como proveedor líder de materiales para baterías secundarias respetuosos con el medio ambiente”, añadió.
