SNUEI

Unveiling crystal orientation-dependent interface property in composite cathodes for solid-state batteries by in situ microscopic probe

2024 · Nature Communications

저자

Sunyoung Lee, Hayoung Park, Jae Young Kim, Jihoon Kim, Min‐Ju Choi, Sangwook Han, Sewon Kim, Wonju Kim, Ho Won Jang, 박정원 (Jungwon Park), 강기석 (Kisuk Kang)

연구주제

Advanced Battery Materials and Technologies · Advancements in Solid Oxide Fuel Cells · Advancements in Battery Materials

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 composite cathode 결정 배향 전극-전해질 계면

in situ microscopy 실시간(in situ) 투과전자현미경

키워드 (OpenAlex)

solid-state batteries composite cathode electrode-electrolyte interface crystal orientation epitaxial interface in situ electron microscopy co-sintering NCM cathode

초록

A critical bottleneck toward all-solid-state batteries lies in how the solid(electrode)-solid(electrolyte) interface is fabricated and maintained over repeated cycles. Conventional composite cathodes, with crystallographically distinct electrode/electrolyte interfaces of random particles, create complexities with varying (electro)chemical compatibilities. To address this, we employ an epitaxial model system where the crystal orientations of cathode and solid electrolyte are precisely controlled, and probe the interfaces in real-time during co-sintering by in situ electron microscopy. The interfacial reaction is highly dependent on crystal orientation/alignment, especially the availability of open ion channels. Interfaces bearing open ion paths of NCM are more susceptible to interdiffusion, but stabilize with the early formed passivation layer. Conversely, interfaces with closed ion pathw…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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강기석 · 박정원

연구주제 1

Advanced Battery Materials and Technologies

정책분야 1

전지

키워드 3

전고체전지 · 전극-전해질 계면 · 결정 배향

방법 1

실시간(in situ) 투과전자현미경