SK On: Produktion von Feststoffakkus

SK ON, der südkoreanische Batteriehersteller, startete in seiner Pilotanlage für Festkörperbatterien (ASSBs) die Produktion von sulfidbasierten Zellen sowie für Lithium-Metall-Batterien. Dabei strebt das Unternehmen die Herstellung von Zellen mit einer Energiedichte von bis zu 800 Wattstunden pro Liter an, welcher langfristig auf 1.000 Wattstunden steigen soll. Die 4.600 Quadratmeter große Anlage verfügt über selbstentwickelte Produktionstechnologie, welche ohne den „Warm Isostatic Press“ bzw. WIP-Prozess auskommt. Der sogenannte WIP-Prozess ist aufwendig und schwer in automatisierte Herstellungslinien integrierbar. Die Einrichtung am SK On Institute of Future Technology plant die Entwicklung von Prototypen und bis 2029 die Kommerzialisierung voranzutreiben. Anfangs war dieser Meilenstein für das Jahr 2030 vorgesehen, doch nun gibt es Aussicht, dass die Kommerzialisierung früher erreicht wird.

SK On eröffnet Pilotanlage und plant Kommerzialisierung bis 2029

Am 15. September fand die Fertigstellungszeremonie für die Pilotanlage für Festkörperbatterien (ASSB) von SK On am SK On Institute of Future Technology in Daejeon statt. Die Anlage, die zur SK Group gehört, dient der Herstellung von Prototypen sowie der Qualitätsbewertung vor der Massenproduktion. Im Fokus stehen dabei die Entwicklung sulfidbasierter ASSBs sowie Lithium-Metall-Batterien. An der Zeremonie nahmen Führungskräfte von SK On, wie CEO Seok-hee Lee, sowie Andreas Maier von Solid Power Korea teil.

CEO Seok-hee Lee betonte die strategische Bedeutung der Anlage als „Grundstein“ für das Unternehmen, um die Führungsrolle bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien zu festigen und so die Elektrifizierung voranzutreiben. Seok-hee Lee, CEO von SK On, erklärt:

„Diese Pilotanlage dient SK als Grundstein, um als starkes und widerstandsfähiges Unternehmen auf alle Veränderungen im Geschäftsumfeld reagieren zu können. Wir wollen bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien führend bleiben, um die Elektrifizierung zu beschleunigen.“

SK On verzichtet auf aufwendigen WIP-Prozess

Die WIP-Technologie ist ein Pressverfahren der nächsten Generation, das bei erhöhten Temperaturen (25 – 100°C) einen gleichmäßigen Druck auf die Elektroden ausübt, um die Dichte und Leistung zu verbessern. Obwohl dies die Hitzeentwicklung der Batterie minimiert und ihre Lebensdauer verlängert, erfordert es einen Zellversiegelungsprozess. Zudem ist es schwierig, sie in automatisierte Produktionslinien zu integrieren, was die Produktivität mindert. SK On verfolgt daher bei der Produktion von Festkörperbatterien einen innovativen Ansatz, indem das Unternehmen eine selbstentwickelte Fertigungstechnologie nutzt. Diese Methode umgeht den aufwendigen „Warm Isostatic Press“ (WIP)-Prozess, behält aber dessen Vorteile bei. Durch eine optimierte Kombination aus Materialmischung, Elektrodenaufbau und Pressbedingungen erzielt SK On vergleichbare Vorteile wie mit der WIP-Methode, aber ohne deren Einschränkungen.

WIP-Vorteile ohne Einschränkungen: Weniger Widerstand und längere Lebensdauer

Um die Vorteile des WIP-Verfahrens beizubehalten und gleichzeitig dessen Mängel zu beheben, nutzt SK On ein einzigartiges Zelldesign und spezifische Pressverfahren. Das Unternehmen optimierte insbesondere die Mischung der Batteriematerialien (wie Aktivmaterialien und leitfähige Additive) und den Elektrodenaufbau, um den internen Widerstand zu senken und so die Wärmeentwicklung zu minimieren. Darüber hinaus verbesserte SK On die Bindung zwischen Elektroden und Festkörperelektrolyten und optimierte die Pressbedingungen, um den Grenzflächenwiderstand zu verringern. Ein geringerer Grenzflächenwiderstand ermöglicht einen reibungsloseren Ionentransport, stabileres Laden und Entladen sowie eine längere Zyklenlebensdauer. Durch diese optimierte Kombination aus Materialmischung, Elektrodenaufbau und Pressbedingungen erzielt SK On vergleichbare Vorteile wie mit der WIP-Methode, aber ohne deren Einschränkungen.

SK On setzt auf Kooperationen mit Solid Power und Hanyang-Universität

Ergänzend zur internen Entwicklung setzt SK On auf strategische Kooperationen. Deswegen besteht unter anderem seit 2022 eine Partnerschaft mit dem US-Unternehmen Solid Power. Darüber hinaus konnte im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Hanyang-Universität eine deutlich längere Zykluslebensdauer sulfidbasierter Festkörperzellen erreicht werden. Hierfür entwickelten die Partner eine Schutzschicht auf Lithium-Metall-Anoden. Patentanmeldungen für die zugrundeliegenden Technologien wurden sowohl im Inland als auch international eingereicht. Diese Patente sichern den technologischen Vorsprung des Konzerns.

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