전고체전지(ASSB)는 높은 안전성과 에너지 밀도 때문에 궁극적인 차세대 충전용 배터리로 여겨진다. 그러나 고체 전해질(SE)의 불균일한 분포와 복잡한 화학-기계적 거동으로 인해 발생하는 열악한 리튬이온(Li-ion) 동역학은 전기화학적 특성이 저하되는 원인이 된다. 본 연구에서는 전기화학적 특성을 향상시키고 전고체전지의 에너지 밀도를 증가시키기 위해, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM)(코어)–Li6PS5Cl(LPSCl) SE(쉘) 입자(NCM@LPSCl)를 손쉬운 메카노-퓨전(mechano-fusion) 방법으로 제조하였다. NCM 표면에 형성된 균일한 박막 SE 층은 전극 전체에서 SE의 균일한 분포를 가능하게 하며, 또한 사이클링 동안 양극 활물질의 부피 변화에도 불구하고 양극 물질과의 치밀한 물리적 접촉을 유지한다. 그 결과, 고체 전해질 함량의 증가 없이도 Li-ion 동역학이 향상된다. 그에 따라, 비특성 면용량이 4 mAh cm−1인 NCM@LPSCl을 이용한 전고체전지는 가역 용량의 향상(163.1 mAh g−1), 100회 사이클 후 90.0%의 사이클 성능, 및 속도 특성(0.1, 0.2 및 0.5 C에서 방전 용량 152.69, 133.80 및 100.97 mAh g−1) 등 강건한 전기화학적 특성을 보인다. 특히, NCM 함량이 높은(87.3 wt%) 양극에서 NCM@LPSCl 복합체를 사용하는 전고체전지는 신뢰할 수 있는 전기화학적 특성을 나타낸다.

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