SnF2‐유도 다기능 인터페이스 안정화된 Li5.5PS4.5Cl1.5‐기반 전고체 리튬 금속 배터리

초록 전통적인 액체 전해질을 가진 리튬 이온 배터리에 비해, 전고체 리튬 배터리는 높은 안전성과 에너지 밀도로 인해 광범위한 관심을 받고 있다. 리튬 아르기로다이트 물질은 높은 이온 전도도, 낮은 결정립 경계 저항 및 우수한 기계적 성질 덕분에 유망한 고체 전해질(SE)이다. 그러나 리튬 아르기로다이트 전해질의 맨 리튬 금속 양극에 대한 낮은 화학/전기화학적 안정성은 전고체 리튬 금속 배터리(ASSLMBs)에서의 적용을 저해한다. 여기서 Li‐SnF2 복합 양극은 Li/SE 인터페이스에서 LiCl, LiF 및 Li22Sn5로 구성된 고체 전해질 계면(SEI)의 형성을 유도하기 위해 사용되었다. LiF 및 LiCl의 높은 인터페이스 에너지 장벽은 리튬 이온의 균일한 침착을 유도하여 리튬 덴드라이트의 성장을 방해한다. 한편, Li22Sn5 합금의 빠른 Li-이온 확산 계수는 인터페이스 섹션을 가로지르는 Li-이온 이동을 가속화한다. 대칭 셀은 0.5 mA cm−2에서 300시간 이상 안정적인 사이클 성능을 나타낸다. 더욱이, LiNbO3 @NCM712/Li5.5PS4.5Cl1.5/Li-10%SnF2 배터리는 0.1C에서 170.9 mAh g−1의 높은 초기 방전 용량을 제공하며, 0.5C에서 500 사이클 후 원래 용량의 72.9%를 유지한다. Li-SnF2 복합 양극을 위한 중립적인 접근법은 우수한 전기화학적 성능을 가진 ASSLMBs의 생산을 가능하게 한다.