황화물 고체 전해질을 사용하는 전고체전지 (All solid-state battery, ASSB)는 안전성과 높은 에너지 밀도로 기존 리튬 이온 전지 (Lithium ion battery, LIB)의 대안으로 고려되고 있다. 리튬 이온 전지 시장의 성장과 함께 전지의 에너지 밀도 향상의 중요성이 대두되고 있다. 무음극 배터리는 음극이 없는 구조로 기존 LIB에 비해 에너지 밀도가 크게 향상되고 비용이 절감된다는 장점이 있다. Carbon nanotube (CNT) 시트는 비표면적이 크고 전기 전도도가 높은 다공성 구조의 물질로 LIB 의 국부 전류 밀도를 낮춰, Li 이온의 흐름을 균일하게 해준다. 또한, CNT 시트 내부 기공에 Li이 저장되어 많은 용량을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 이로 인해 CNT 시트는 차세대 LIB 무음극 집전체로 적합하여 연구가 되었지만 ASSB 에 적용한 연구는 부족하다. ASSB 에서는 Li 이온이 호핑의 방식으로 이동하기 때문에 CNT 시트 내부 기공에서의 이동은 불가능하다. 따라서 CNT 시트 내부의 기공은 Li 이온 이동 경로를 부족하게 하여서, 전지의 수명과 율속 특성을 저하시킬 수 있다.
본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 CNT 시트를 황화계 고체전해질인 Li6PS5Cl로 코팅하였다. CNT 번들을 황화계 고체전해질로 코팅하여 CNT 시트 내부에 Li 이온 경로를 형성하고, 이들 LIB 무음극 집전체로 사용하였다. 황화계 고체전해질로 코팅된 CNT 시트와 기존 CNT 시트를 무음극 집전체로 활용하여, 전기화학적 특성 비교하고, 이를 통해 Li 이온 경로 형성으로 인한 영향을 분석하였다. 황화계 고체전해질 코팅은 Li 이온 경로를 형성하여 충방전 시 CNT 내부에서의 Li 이온 이동을 원활하게 하며, 이는 고율에서도 효율적이고 안정적인 Li 증착을 가능하게 한다. 황화계 고체전해질로 코팅된 CNT 시트는 1.167 mA cm-2에서 71th cycle 및 95.75 %의 높은 수명 특성과 쿨롱 효율을 보였다.