고유전율 고체 전해질 개발

고체 리튬 금속 전지용 고체 고분자 전해질은 높은 잠재력을 지니지만, 높은 이온 전도도와 안정적인 계면 형성을 동시에 달성하는 데 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 고분자 전해질에 공액 시스템을 갖는 전도성 고분자를 도입하는 전자 비편재화 공학 전략을 제안합니다. 양성자 도핑된 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자의 전자 비편재화는 유전 상수를 증가시키는 수많은 '마이크로 커패시터'를 생성합니다. 이는 리튬염 해리를 촉진하여 Li+ 수송을 향상시키고, 동시에 음이온의 결합 해리 역학을 가속화하여 무기물 풍부 계면을 형성합니다. 양성자 도핑된 폴리아닐린을 포함하는 고체 고분자 전해질은 넓은 온도 범위에서 높은 이온 전도도(25°C에서 0.892 mS cm−1, -40°C에서 0.053 mS cm−1)를 보였습니다. 이는 Li 전극이 26.3 mAh cm−2의 높은 임계 증착 면적 용량을 달성하게 합니다. Li || LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 전지는 -40°C에서 45°C까지 넓은 온도 범위에서 효과적으로 작동하며, 1800 mA g−1에서 13,000회 이상의 사이클 수명을 보여줍니다. 이는 기존 고분자 전해질로는 달성하기 어려운 실용적인 고체 리튬 금속 전지에 매우 적합합니다.