Recently, as the demand for secondary batteries with high energy density has increased, studies on lithium metal anode have been actively carried out due to its high theoretical capacity (3864mAh/g) and the lowest redox potential (-3.04V vs SHE). However, low coulombic efficiency due to the high reactivity of the lithium metal anode and safety issues due to the short circuit originated from dendrite generation. These problems are main obstacles for commercialization of the battery using the lithium metal anode. Here, this study introduces the sulfur containing polymer layer (PALA-S_70) to the surface of lithium and it decomposed to make homogeneous inorganic sulfide SEI to minimize the electrolyte decomposition and suppress the growth of dendrite. Therefore, stable operations over 400 cycles of Li symmetric cell is possible even under the high current density (3mA/$cm^2$) and the high areal capacity (3mAh/$cm_2$).
최근 에너지 밀도가 높은 이차 전지에 대한 수요가 증가함에 따라, 이론적 용량 (3864mAh/g)과 낮은 산화 환원 전위 (-3.04V vs SHE)를 가지는 리튬 금속 음극에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 리튬 금속과 전해질의 지속적인 반응으로 인한 낮은 쿨롱 효율과, 리튬의 수지상 성장으로 인해 생기는 안전 문제를 아직까지 해결하지 못하고 있다. 이러한 문제는 리튬 금속 음극을 사용하는 배터리의 상용화에 주요 장애물이 된다. 따라서 이 연구에서는 리튬금속 표면에 고분자 함유층 (PALA-S_70)을 도입하여 전해액 분해를 최소화함과 동시에 균일한 무기 황화물계 SEI를 만들어 안정한 전착거동을 유도하였다. 따라서 높은 전류 밀도 (3mA/$cm^2$)와 높은 면적 용량 (3mAh/$cm^2$)에서도 400 사이클 이상 안정한 Li 대칭 셀 구동이 가능함을 확인하였다.
