Monolithic 100% Silicon Wafer Anode for All-Solid-State Batteries Achieving High Areal Capacity at Room Temperature
2023 · ACS Energy Letters
저자
Ikcheon Na, Hwiho Kim, Sebastian Kunze, Chihyun Nam, Sugeun Jo, Hanbi Choi, Sumin Oh, Eugene Choi, Yong Bae Song, Yoon Seok Jung, 이윤석 (Yun Seog Lee), 임종우 (Jongwoo Lim)
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 monolithic electrode 실리콘 음극
키워드 (OpenAlex)
silicon anodes all-solid-state batteries monolithic electrodes surface grooving solid electrolyte interphase areal capacity room-temperature cycling interfacial resistance
초록
Silicon is an attractive anode material for all-solid-state batteries (ASSBs) because it has a high energy density and is safer than metallic lithium. Conventional silicon powder composite electrodes have significant internal voids and detrimental interfaces that suppress the lithium transport and lifetime. Here, we demonstrate that surface-treated thin silicon wafers could serve as monolithic additive-free, electrolyte-free, and void-free electrodes that can achieve high areal capacity at room temperature (∼25 °C). A dense solid electrolyte interface could effectively suppress the cracks and pulverization found in the liquid electrolyte. We demonstrated that the grooved <110> wafer exhibited reversible (de)lithiation owing to fast lithium distribution along the <110> thickness direction. The surface groove could effectively penetrate the electrolyte layer, yielding a stable interfacial …
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 창의융합형 세계선도 기계공학 미래인재 교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업 | 서울대학 | – |
| 2023 | 화학분자공학 교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업 | 서울대학 | – |
| 2023 | 액체 전해질 환경에 따른 실시간 분광-이미지 전기화학 기법을 활용한 에너지 저장 소재 내 나노스케일 동역학 연구 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 서울대학 | 범위 밖 |
| 2023 | 미래선도형 글로벌 화공교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업 | 연세대학 | – |
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교수 2
연구주제 1
Advanced Battery Materials and Technologies