전체 글19 고체 전해질 리뷰 8 : 고체 전해질과 전극 간 인터페이스 문제 고체 전해질과 전극 간 인터페이스 문제고체 전해질과 리튬 금속음극의 조합을 통해 고체 배터리의 에너지 밀도를 개선할 수 있지만, 전극과 전해질 간의 높은 상호 저항이 주요 도전 과제가 된다. 전극과 전해질 사이의 높은 impedance는 Li+의 전달을 방해하여 배터리의 출력 용량을 감소시킨다 .전극과 고체 전해질간의 부적절한 접촉, 전극발달 중 발생하는 미세 균열, 그리고 전해질과 양극 간의 화학 반응은 전해질의 열화를 초래하여 배터리 성능 저하를 유발한다 .여러 가지 해결책으로는 완충층을 형성하는 다양한 박막의 적용, 인공 고체 전해질계면층의 도입, 그리고 복합 전극의 사용이 있으며, 이러한 방법들이 전극과 전해질 간의 불평등한 접촉 문제를 완화하는 데 도움을 줄 수 있다 . 리튬 덴드라이트 형성 문.. 2024. 11. 21. 고체 전해질 리뷰 7 : 유무기 복합 고체 전해질 유기- 무기 복합 고체 전해질의 구조 및 성능유기-무기 복합 고체 전해질(CSEs)은 고분자 매트릭스, 리튬염, 그리고 무기 충전제로 구성되어 있으며, 이들은 전해질과 전극간의 인터페이스 임피던스를 줄여준다 .무기 충전제는 고분자 매트릭스의 결정을 줄여 기계적 강도를 개선하고, 리튬 이온의 전이 속도를 증가시키는 빠른 통로를 제공하여 이온 전도도를 높인다 . CSEs는 고체 배터리에서 다양한 성능 관련 요구사항을 충족할 수 있는 이점이 있으며, 이를 통해 폴리머 고체 전해질의 저전도성 문제를 극복하고 무기 고체 전해질의 부서지기 쉬운 강도 문제를 완화한다 .무기 충전제를 사용하면 리튬 이온 전도 경로를 형성하고, 유기 전해질과 충전제 간의 Lewis 산-염기 상호작용을 통해 빠른 이온 운반을 촉진하게 된.. 2024. 11. 20. 고체 전해질 리뷰 6 : 할라이드계 전해질 할라이드 고체 전해질의 특성과 응용할라이드 고체 전해질의 일반적인 화학식은 Liᵃ-M-Xᵇ로, 이들은 높은 전압에서 안정적인 사이클링을 달성할 수 있는 유망한 소재이다. 브로마이드 화합물보다 클로라이드 화합물이 뛰어난 변형성과 우수한 이온 전도성을 보여주기 때문에 더 많은 관심을 받고 있다. 할라이드 고체 전해질은 이온 전도율이 10⁻³ S cm⁻¹에 도달할 수 있으며, 이온 반경이 유사한 황화물 이온에 비해 크기 때문에 Li⁺의 이동 상태를 증진시킨다.최근 연구에서는 비등가 도핑을 통해 이온 전도성을 향상시키는 전략을 사용하고 있다. 낮은 전하 수의 양이온 도핑은 음이온 공극이나 양이온 간섭을 유도하며, 높은 전하 수의 양이온 도핑은 반대 효과를 초래할 수 있다. Li₃InCl₆는 특히 주목받고 있으며.. 2024. 11. 19. 고체전해질 리뷰 5 : 황화물계 전해질 황화물 고체 전해질의 장점과 특성황화물 고체 전해질은 비정질 시스템으로, 전해질 액상과 유사한 이온 전도성을 가지고 있다. 이는 황 원자의 전기음성도가 낮고 이온 반경이 크기 때문으로 추정된다 .이들 전해질은 고에너지 볼 밀링 및 액상 볼 밀링으로 제조된다.황화물계 전해질은 이온 전도성이 1 mS cm−1을 초과하고 일부는 실온에서 20 mS cm−1 이상에 달한다 . 또한, 황화물 전해질은 낮은 입자 경계 저항과 좋은 기계 변형 능력, 전극과의 좋은 접촉성을 제공하여, 고체 리튬 배터리의 가장 유망한 전해질 후보로 자리 잡고 있다 .그러나 황화물 전해질은 공기에 민감하여, 공기 중의 독성 가스로 인해 분해되는 심각한 안전 문제를 안고 있다 . 출처 : Nanomaterials 2024, 14, 1773 2024. 11. 18. 고체전해질 리뷰 4 : 무기 고체 전해질의 특성과 이온전도 메커니즘 무기 고체 전해질의 특성과 이온 전도 메커니즘고체 전해질은 결정, 부분 결정 (유리-세라믹), 그리고 비정질 유리 형태로 존재하며, 이들은 고체 전해질중 가장 높은 열 안정성과 이온 전도도를 제공한다. 이온 전도도는 액체 전해질과 동등하며, 활성화 에너지는 0.5 eV 미만이다.무기 고체 전해질은 조성에 따라 산화물, 황화물, 할라이드 전해질로 분류되며 각각 장점과 단점이 존재한다. 예를 들어, 산화물 전해질은 높은 화학적/기계적 안정성을 제공하지만, 높은 가공 온도와 전극-전해질 인터페이스에서의 높은 저항이 단점이다. 무기 고체 전해질의 리튬 이온전도 메커니즘은 빈틈 이동에 의해서 이루어지며, 이는 쇼트키 결함에 의존한다. 이 기전은 리튬 이온이 결정 내의 빈자리로 점프할 수 있도록 여러 빈틈을 제공한.. 2024. 11. 17. 고체전해질 리뷰 3 : 고체 고분자 전해질 고체 고분자 전해질(SPE)의 발전과 도전 과제고체 전해질(SSEs)은 리튬 배터리에서 핵심 구성요소로, 높은 이온 전도도(≥10−3 S cm−1)와 매우 낮은 전자 전도도(고체 고분자 전해질(SPEs)은 다양한 유형으로, 이온 쌍체를 생성하는 단일 이온 고분자와 리튬 염을 혼합하여 만드는 이중 이온 고분자로 구분된다 .SPE는 PEO, PAN, PVDF, PMMA 등의 주요 고분자 매트릭스로 구성되며, 리튬 이온은 주로 비결정 성질의 고분자에서 이동한다 . SPE의 상업화는 낮은 이온 전도도에 의해 저해되며, 이를 개선하기 위한 여러 전략이 모색되고 있다. 특히, 무기 나노 이온이나 고체 전해질을 추가하여 복합체를 형성하는 방법이 주목받고 있다 .SPE는 뛰어난 가공 능력과 낮은 비용으로 새로운 에너지.. 2024. 11. 16. 이전 1 2 3 4 다음
