리서치 하이라이트

리튬 금속 고체 상태 배터리를 위한 동적 안정성(Dynamic stability) 디자인 전략

Nature 593, 7858

고체 리튬 금속 배터리는 액체 전해질 리튬 이온 배터리에 비해 더 높은 용량과 에너지 밀도를 제공한다. 배터리 산업에 혁명을 일으킬 잠재력이 있지만 안정적인 상용 기술을 만들기 위해서는 아직 많은 개발이 필요하다. 특히, 작동 중 고체 전해질의 균열(Crack)을 통한 리튬 성장은 단락(Short-circuiting) 및 조기 전지 열화(Cell degradation)로 이어지는 주요한 문제이다. 본 연구에서 Luhan Ye와 Xin Li는 더 안정적인 두 전해질 층 사이에 덜 안정적인 전해질을 끼우는 다층 디자인 전략을 제안하였다. 리튬 덴드라이트(Dendrite)가 인터페이스를 통해 전파될 때 덜 안정한 전해질의 분해가 이들을 제자리에 고정시켜 추가 성장을 억제하게 된다. 이 디자인은 매우 강력하면서도 안정적인 고체 상태 배터리를 가능하게 해준다. 스택(Stack) 압력은 상용 장치에서 실현할 수있는 것보다 높지만 이 연구는 합리적인 장치 디자인으로 덴드라이트를 제어 할 수 있음을 보여준다.