Among the next-generation batteries capable of achieving high energy density, the anode-free lithium metal battery (AF-LMB) is known to offer the highest energy density. However, since there is no additional source of lithium provided besides the lithium stored in the cathode, the loss of lithium occurring during battery operation cannot be compensated. As a result, the formation of solid electrolyte interface (SEI) layer due to side reaction between the electrolyte and lithium, as well as the generation of dead lithium, directly contribute to the decrease in the cycle life of the AF-LMB. To create a long-lasting AF-LMB, it is important to alleviate the electrolyte's decomposition originating from the anode. One approach to addressing this issue is to coat the current collector with a material possessing a high work function, making it difficult for electrons to detach from the current collector 's surface. This, in turn, suppresses the electrolyte's decomposition and enhances the cycle performance of the AF-LMB. The modification of the current collector in this manner improves the cycle performance of the AF-LMB.
높은 에너지 밀도를 구현할 수 있는 차세대 배터리 중에서 무음극 리튬 금속 전지(AF-LMB)는 가장 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 리튬이 양극에 저장된 것 외에 추가적인 리튬을 제공해 주는 원천이 없기 때문에 전지의 구동 중 발생하는 리튬의 손실을 보상해 줄 수 없다. 그렇기 때문에 전해질과 리튬 사이의 부반응에 의한 고체 전해질 인터페이스(SEI) 층의 형성이나 죽은 리튬의 생성은 직접적으로 무음극 리튬 금속 전지의 수명 감소로 이어진다. 장수명특성의 AF-LMB를 만들기 위해서는 음극에서 발생하는 전해질의 환원 분해를 완화하는 것이 중요하다. 이를 해결하기 위한 방안으로 집전체에 높은 일함수를 가지는 물질 코팅하여, 집전체의 표면으로부터 전자가 이탈하기 어렵게 만듦으로서 전해질의 환원 분해를 억제할 수 있다. 이러한 집전체의 개질은 AF-LMB의 수명 성능을 향상으로 이어진다.
