Mg‐그래디언트 폴리아크릴로니트릴 나노섬유 층이 전극 없는 올 고체 배터리에서 리튬 코블 크리프 및 응력 완화를 가능하게 함

초록 전극 없는 올 고체 배터리(AF‐ASSB)는 높은 에너지 밀도와 안전성을 제공하지만, 고르지 않은 리튬 침착과 계면 접촉 손실로 인해 낮은 쿨롱 효율(CE) 및 사이클 안정성 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 여기에서 우리는 AF‐ASSB를 위한 Mg‐그래디언트 폴리아크릴로니트릴 나노섬유 보호 중간층(PAN@Mg)을 제시합니다. 나노 다공성 PAN 구조와 리튬이 도핑된 Mg의 혼합 이온-전자 전도도는 리튬 코블 크리프를 촉진하여 리튬을 저응력 영역으로 유도합니다. 리튬 침착 중에 Mg가 풍부한 상단과 Mg가 결핍된 하단 영역으로 분리된 PAN@Mg 층은, PAN 나노섬유의 우수한 탄성에 의해 지원되는 이 독특한 구성은 응력으로 인한 고체 전해질(SE) 균열을 완화하고 계면의 무결성을 유지합니다. 더욱이, 리튬과 SE의 분리는 직접 접촉을 방지하여 부반응 및 리튬 덴드라이트 성장을 억제합니다. SUS‐PAN@Mg를 사용하는 셀은 300 사이클 후 평균 CE가 99.94%로 안정적인 사이클링을 달성하며, SUS@Mg보다 46.8% 향상된 사이클 유지력을 보여줍니다. 또한, 초박형(~2 µm) PAN@Mg 층은 부피 에너지 밀도를 최대 925 Wh L −1로 향상시킬 수 있습니다.