하이드리도붕산염/산화물 나노복합체 전해질
재생 에너지 저장에 필수적인 차세대 전지 기술로 전고체 전지(ASSB)가 주목받고 있습니다. 기존 유기 액체 전해질 전지 대비 에너지 밀도와 안전성을 향상시킬 잠재력을 지닌 고체 전해질(SE) 중, 하이드리도붕산염은 부드러운 특성과 리튬 및 나트륨 금속에 대한 전기화학적 안정성으로 유망한 후보로 평가됩니다. 그러나 순수한 하이드리도붕산염은 낮은 온도에서 전지 적용에 충분한 이온 전도도를 보이지 않습니다. 본 연구에서는 계면 공학을 통해 전도성 및 전기화학적으로 안정한 하이드리도붕산염/산화물 나노복합체를 개발하는 효과적인 접근 방식을 제시합니다. 하이드리도붕산염을 산화물 호스트 물질에 가두면 순수 형태 대비 3~4배 높은 이온 전도도를 보입니다. 이러한 나노복합체는 주로 기계화학적 처리 또는 다공성 산화물에 하이드리도붕산염을 용융 침투시키는 방식으로 합성됩니다. 선구적인 연구에서는 SiO2 또는 Al2O3에 나노 구속된 LiBH4가 40°C의 적당한 온도에서 높은 Li+ 이동성을 보였습니다. LiBH4와 산화물 간의 계면 영역이 전기화학적 특성 향상에 결정적인 역할을 함이 확인되었습니다. 고체 핵자기 공명과 같은 다양한 분광학 기술은 산화물의 수산화기가 계면 형성 과정에 관여하는 화학적으로 구별되는 계면 종의 존재를 시사합니다. 다양한 산화물이 고전도성 LiBH4 기반 나노복합체를 형성할 수 있음이 확인되었습니다. 이러한 계면 기반 전략은 고용량 전고체 전지 개발을 위한 새로운 길을 열며, 하이드리도붕산염 기반 고체 전해질의 상용화 가능성을 높입니다.