이종할로겐화 혼합 SEI가 저온에서 흑연 음극 계면 동역학을 재구성하다

리튬 도금 및 흑연 음극의 저온 성능 저하는 느린 Li+ 탈용매화 및 고체 전해질 계면층(SEI) 통과 수송에서 기인합니다. 본 연구에서는 전자 터널링을 동시에 억제하고 Li+ 이동을 촉진하는 LiF-LiCl-LiBr 혼합(LiFCB) 풍부 SEI를 구축했습니다. 또한 두 가지 정량적 지표인 SSEI(탈용매화를 위한 Li+/용매 흡착 관련)와 WSEI(전하/이온 전달을 위한 전자 일함수 및 Li+ 전달 장벽 관련)를 도입했습니다. 이 지표들은 SEI의 결합 전하/이온 전달 및 이온 탈용매-박리 능력을 예측하는 프레임워크를 가능하게 합니다. 결과적으로 이종할로겐화 SEI가 적용된 5 Ah LiFePO4||흑연 파우치 셀은 실온 대비 −20 °C에서 거의 100% 용량 유지율을 보이고, −40 °C에서도 75.6%를 유지합니다. 더 나아가 셀은 −20 °C에서 350회 사이클 동안 관찰 가능한 리튬 도금 없이 95.6% 용량을 유지합니다. 본 연구는 고성능 및 내구성 저온 리튬이온전지 개발을 위한 SEI 조성 및 계면 동역학 간 기구적 연관성을 확립합니다.