SNUEI

High-energy and durable lithium metal batteries using garnet-type solid electrolytes with tailored lithium-metal compatibility

2022 · Nature Communications

저자

Sewon Kim, Ju‐Sik Kim, Ju‐Sik Kim, Lincoln J. Miara, Yan Eric Wang, Sung‐Kyun Jung, Seong Yong Park, Zhen Song, Hyungsub Kim, Michael E. Badding, Jaemyung Chang, Victor Roev, Gabin Yoon, Jung-Hwa Kim, Jung-Hwa Kim, Dongmin Im, Kyungho Yoon, Dongmin Im, 강기석 (Kisuk Kang)

연구주제

Advanced Battery Materials and Technologies · Advancements in Battery Materials · Advanced battery technologies research

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

전기/전자 > 전지 > 이차전지에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

전고체전지 가넷형 고체전해질(LLZO) 리튬 금속 음극

키워드 (OpenAlex)

lithium metal batteries garnet solid electrolyte LLZO interfacial stability dopant doping all-solid-state batteries cycling stability energy density

초록

Abstract Lithium metal batteries using solid electrolytes are considered to be the next-generation lithium batteries due to their enhanced energy density and safety. However, interfacial instabilities between Li-metal and solid electrolytes limit their implementation in practical batteries. Herein, Li-metal batteries using tailored garnet-type Li 7-x La 3-a Zr 2-b O 12 (LLZO) solid electrolytes is reported, which shows remarkable stability and energy density, meeting the lifespan requirements of commercial applications. We demonstrate that the compatibility between LLZO and lithium metal is crucial for long-term stability, which is accomplished by bulk dopant regulating and dopant-specific interfacial treatment using protonation/etching. An all-solid-state with 5 mAh cm −2 cathode delivers a cumulative capacity of over 4000 mAh cm −2 at 3 mA cm −2 , which to the best of our knowledge, is…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2022에너지-머신러닝 융합형 혁신 인재 양성교육부4단계두뇌한국21사업(R&D)울산과학기술원–
2022중성자 산란장치 운영 및 이용 활성화과학기술정보통신부한국원자력연구원연구운영비지원(주요사업비)(재)한국원자력연구원–
2022서울대학교 창의인재 재료교육연구단교육부4단계두뇌한국21사업(R&D)서울대학–
2022나노입자의 합성과 의료, 에너지 분야 응용과학기술정보통신부기초과학연구원연구운영비지원(주요사업비)기초과학연구원–

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교수 1

강기석

연구주제 1

Advanced Battery Materials and Technologies

정책분야 1

전지

키워드 3

리튬 금속 음극 · 전고체전지 · 가넷형 고체전해질(LLZO)