고성능 아연 이온 전지용 생체모방 분리막

수계 아연 기반 전지의 성능은 아연 덴드라이트 형성으로 인해 크게 제한되며, 고탄성 분리막이 잠재적 해결책으로 제시됩니다. 그러나 분리막에서 높은 탄성률과 우수한 이온 전도도를 동시에 달성하는 것은 어려운 과제였습니다. 본 연구는 이러한 상충 관계를 극복하기 위해 나무 구조에서 영감을 받은 이방성 생분해성 분리막을 설계했습니다. 이 분리막은 배향된 방향을 따라 탄성률을 크게 향상시키면서, 정렬된 수직 채널을 통해 아연 이온의 빠른 수송을 촉진합니다. 또한, 이 설계는 낮은 분리막 두께와 우수한 덴드라이트 억제 능력 사이의 모순을 해결합니다. 이러한 이점들은 유한 요소 시뮬레이션과 포괄적인 실험 검증을 통해 입증되었으며, 분리막의 탄성률 향상이 핵심적인 역할을 함을 강조합니다. 이방성 분리막을 적용한 결과, Zn||Zn 전지에서 수명이 연장되었고, 완전 전지에서도 향상된 사이클 안정성을 보였습니다. 이는 덴드라이트 없는 금속 전지를 위한 분리막 변형 전략을 제시합니다. 본 연구는 수계 아연 이온 전지에서 덴드라이트 및 부반응 완화에 분리막이 중요한 역할을 함을 보여주며, 높은 탄성률과 이온 전도도를 갖는 이방성 분리막 설계를 통해 낮은 두께와 우수한 덴드라이트 억제 능력 간의 상충 관계를 해결합니다.