이중 기능 Li4.4Si 합금 수정 나노 실리콘 음극이 적용된 고성능 시트형 황화물 전고체 배터리

초록 실리콘 기반 음극은 전고체 배터리(ASSBs)의 높은 에너지 밀도를 달성하기 위한 유망한 음극 중 하나입니다. 나노 실리콘(nSi)은 얇은 자립형 Li 6 PS 5 Cl (LPSC) 막을 사용하여 단락을 초래하지 않고 시트형 황화물 ASSBs를 조립하는 데 적합한 음극 재료로 간주됩니다. 그러나 nSi 음극은 주기 동안의 빠른 용량 저하라는 중요한 도전에 직면해 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해, Li 4.4 Si로 수정된 nSi 음극 시트가 개발되었으며, 여기서 Li 4.4 Si는 추가적인 Li +를 제공할 뿐만 아니라 주기 동안 낮은 영률로 음극 구조를 안정화하는 이중 역할을 수행합니다. Li 4.4 Si로 수정된 nSi 음극, 얇은 LPSC 막 및 LiNi 0.83 Co 0.11 Mn 0.06 O 2 (NCM811) 양극이 장착된 시트형 ASSBs는 100주기 후 0.5 C (1.18 mA cm −2)에서 96.16%의 용량 유지율을 기록하며, 400주기 동안 안정성을 유지합니다. 또한, 5.22 mAh cm −2의 높은 부하에서 303.9 Wh kg −1의 주목할 만한 셀 수준 에너지 밀도가 달성되어 실온에서 전해질 막을 사용하는 황화물 ASSBs의 선도적인 수준을 나타냅니다. 따라서 Li 4.4 Si로 수정된 nSi 음극 시트 제작에 적용된 화학적으로 안정한 슬러리 공정은 고성능 황화물 ASSBs의 대규모 응용을 위한 길을 열어줍니다.