Design of a lithiophilic and electron-blocking interlayer for dendrite-free lithium-metal solid-state batteries
2022 · Science Advances
저자
Sunyoung Lee, Kyeong-su Lee, Sewon Kim, Kyungho Yoon, Sangwook Han, Myeong Hwan Lee, Youngmin Ko, Joohyeon Noh, Wonju Kim, 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: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).
AI 연구 키워드·방법
전고체전지 interlayer design 리튬 덴드라이트 리튬 금속 음극
키워드 (OpenAlex)
all-solid-state lithium metal batteries lithium dendrite suppression interlayer design electron blocking solid electrolyte interphase lithium plating/stripping interfacial resistance high-temperature cycling
초록
All-solid-state batteries are a potential game changer in the energy storage market; however, their practical employment has been hampered by premature short circuits caused by the lithium dendritic growth through the solid electrolyte. Here, we demonstrate that a rational layer-by-layer strategy using a lithiophilic and electron-blocking multilayer can substantially enhance the performance/stability of the system by effectively blocking the electron leakage and maintaining low electronic conductivity even at high temperature (60°C) or under high electric field (3 V) while sustaining low interfacial resistance (13.4 ohm cm 2 ). It subsequently results in a homogeneous lithium plating/stripping, thereby aiding in achieving one of the highest critical current densities (~3.1 mA cm −2 ) at 60°C in a symmetric cell. A full cell paired with a commercial-level cathode exhibits exceptionally lo…
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | 머신러닝과 합성/평가 자동화를 통한 초이온전도성 고체 전해질 개발 및 설계 | 과학기술정보통신부 | 나노소재기술개발 | 서울대학 | 범위 밖 |
| 2022 | 서울대학교 창의인재 재료교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업(R&D) | 서울대학 | – |
| 2022 | 나노입자의 합성과 의료, 에너지 분야 응용 | 과학기술정보통신부 | 기초과학연구원연구운영비지원(주요사업비) | 기초과학연구원 | – |
| 2022 | 안전성과 에너지 밀도가 높은 전고체 전지 개발을 위한 실시간 계면 반응 매커니즘 규명 | 교육부 | 이공학학술연구기반구축 | 서울대학 | 범위 밖 |
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