리튬 금속은 차세대 리튬 배터리를 위한 고도로 유망한 양극 재료이다. 그러나 비균일한 리튬 핵생성, 수지상(dendritic) 성장, 그리고 상당한 체적 변화와 같은 과제들은 급격한 셀 실패를 초래하여 실용화를 제한한다. 본 연구에서는 탄화물 매개 촉매 수소분해(carbonide-mediated catalytic hydrogenolysis)를 통해 탄소 매트릭스 위에 결함(defective) 그래핀 쉘을 성장시켜, 리튬 금속의 안정적인 호스트를 제시한다. 이 구조는 표면에 결함 그래핀 쉘이 형성된 다수의 나노 채널을 특징으로 하며, 수지상 없이 리튬이 침착되도록 효과적으로 유도하면서 최소한의 체적 변화로 상당량의 금속 리튬을 수용한다. 그 결과, 이 호스트는 우수한 사이클 안정성(500회 사이클 후 87.2% 용량 유지율)과 탄산염 전해액 기반 전전지(full-cell) 평가에서 낮은 치수 변화(9 μm)를 보인다. 또한 이 호스트를 리튬-이온 플럭스(flux)를 조절하는 인터레이어로 사용하였을 때, 다목적 리튬 호스트는 argyrodite Li6PS5Cl 기반 고에너지 밀도 전고체 배터리 전전지 구성에서 사이클 성능을 향상시킨다.

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