황화물 기반 전고체 배터리(ASSB)는 높은 에너지 밀도와 향상된 안전성으로 인해 리튬이온 배터리의 유망한 대안으로 부상하고 있다. 그러나 Li 6 PS 5 Cl(LPSCl)과 같은 황화물 고체 전해질은 Li[Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ]O 2(NCM811) 계층상 산화물 양극과의 계면에서 상당한 화학-기계적 과제를 겪는다. 충방전 과정에서 LPSCl의 산화적 분해는 계면 공극 형성과 기계적 접촉 상실을 초래하며, 이는 이온 전도성을 현저히 저하시킨다. LPSCl 분해를 억제하기 위해 안정한 패시베이션 층을 코팅하는 전략이 탐색되어 왔지만, 이러한 접근은 종종 비용 증가, 복잡한 합성, 상승된 계면 저항 등과 같은 상충관계를 수반한다. 여기서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LPSCl–NCM811 계면에서의 기계-전기화학적 치유(mechano-electrochemical healing) 개념을 도입한다. 충전 중에는 LPSCl 분해로 인해 공극이 형성되지만, ≈2.2 V(vs Li/Li + )에서 방전 시 치유 메커니즘을 통해 이러한 기계적 접촉 상실은 되돌릴 수 있다. 이 과정은 LPSCl의 분해 생성물인 원소 황의 리튬화(lithiation)에 의해 구동되며, 계면 접촉을 회복하고 이온 전도성을 향상시킨다. 그 결과, 기계-전기화학적 치유는 무가압 조건에서도 300사이클 동안의 안정적인 용량 유지와 우수한 속도 성능을 달성한다. 이러한 결과는 ASSB의 기계-전기화학적 성능을 향상시키기 위한 실용적 전략으로서 전기화학적 형성 사이클링(electrochemical formation cycling)의 잠재력을 시사한다.

) 전기촉매. 본 연구는 에너지 응용에 대한 적합성을 향상시키는 것을 목표로, 규모화 가능하고 효율적인 전기촉매의 개발을 위한 유망한 전략을 제시한다.