- Orientational Relationship Between the Solid-Electrolyte Interphase and Li₄Ti₅O₁₂ Electrode in Hybrid Aqueous Electrolytes

- Tae-Young Ahn+, Eunji Yoo+, Dongkyu Kim+, Jae-Seong Yeo, Junghun Lee, Miseon Park, Wonjun Ahn, Hyeyoung Shin*, and Yusong Choi*

- J. Electrochem. Sci. Technol., 2024, 15(4), 476-483 (IF : 2.2)

- https://doi.org/10.33961/jecst.2024.00416

현대 사회에서 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 광범위한 작동 전압으로 인해 휴대용 전자기기, 전기차 및 에너지 저장 시스템으로써 활용가치를 보이고 있지만 열 폭주, 발화와 같은 안정성에 관한 한계점을 가지고 있습니다. 이에 대해 본 연구에서는 배터리의 안정성을 향상시키기 위해 하이브리드 전해질을 통해 Li₄Ti₅O₁₂ (LTO)전극 위 고체 전해질 계면 (SEI)을 형성시키는 전략을 사용하였습니다. 고해상도 투과 전자 현미경 (HRTEM) 분석 결과, LiF SEI가 LTO 전극 위에서 균일하게 성장하였고 LiMn₂O₄ (LMO) 와 LTO로 구성된 full cell의 성능을 측정한 결과, 100회의 충/방전 후에도 높은 용량과 쿨롱 효율을 나타내었습니다. 이를 통해, LiF SEI의 높은 결정성이 전극과 전해질의 안정성을 향상시킨다는 사실을 밝혔습니다. 또한 DFT 분석을 통해 LTO 전극 위 LiF가 안정적으로 결합하고 계면에서의 전하 재분포가 LiF SEI의 안정성을 향상시켜 배터리의 성능 향상에 중요한 역할을 한다는 사실을 제기하였습니다. 이러한 연구 결과는 SEI의 균일한 성장이 배터리의 안정성과 성능에 미치는 영향을 규명하여 차세대 리튬 이온 배터리 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.