도핑 엔지니어링은 넓은 밴드갭, 낮은 전하 운반체 농도, 제한된 전하 수송 속도 등 리튬 이온 배터리용 산화물 기반 세라믹 분리막의 고유한 한계를 극복하는 효과적인 전략으로 부상했다. 이종 원자가 도핑은 전자 구조와 결함 화학을 변화시켜 산소 결함 및 결함 상태를 생성함으로써 리튬 이온 수송을 향상시키고 계면 저항을 감소시킨다. 또한, 도핑으로 인 한 격자 안정화는 기계적 강도를 개선하고 덴드라이트 침투를 억제하며 전기화학적 신뢰성을 향상시킨다. 산화물 기반 세라 믹 분리막은 고온에서 심각한 수축 및 용융 현상을 보이는 기존 폴리올레핀 분리막에 비해 우수한 열 안정성을 나타낸다. 기 계적으로 견고한 세라믹 골격은 열 응력 하에서도 구조적 안정성을 유지하고 내부 단락을 방지하여 배터리 안전성을 크게 향 상시킨다. 특히, 전하 운반체 활성화와 구조적 안정성이 균형을 이루는 최적의 도핑 농도 범위가 존재하여 전하 수송 성능과 안전성을 극대화할 수 있다. 종합적으로, 도핑 엔지니어링은 차세대 리튬 이온 배터리용 고성능 및 본질적으로 안전한 세라믹 분리막 개발을 위한 합리적인 전략을 제공한다.

Doping engineering has emerged as an effective strategy to overcome the intrinsic limitations of oxide-based ceramic separators for lithium-ion batteries, including wide bandgap, low carrier concentration, and limited transport kinetics. Aliovalent dopant incorporation modifies the electronic structure and defect chemistry, generating oxygen vacancies and defect states that enhance lithium-ion transport and reduce interfacial resistance. In addition, doping-induced lattice stabilization improves mechanical integrity, suppresses dendrite penetration, and enhances electrochemical reliability. Oxide-based ceramic separators also exhibit superior thermal stability compared with conventional polyolefin separators, which suffer from severe shrinkage and melting at elevated temperatures. The mechanically robust ceramic framework maintains structural integrity and prevents internal short circuits under thermal stress, significantly improving battery safety. Importantly, an optimal doping window exists where carrier activation and structural stability are balanced, maximizing transport performance and safety. Overall, doping engineering provides a rational strategy for developing high-performance and intrinsically safe ceramic separators for next-generation lithium-ion batteries.

요 약
Abstract
1. Introduction
    1.1. Doped metal oxide towards separator in lithiumion batteries
    1.2. Introduction of doped metal oxide basedseparator with enhanced safety and performance
2. Results and Discussion
    2.1. Thermal stability of oxide-based ceramicseparators
    2.2. Doping engineering of metal oxide system
3. Summary and Future Perspectives
    3.1. Summary
    3.2. Future perspectives and outlook
Acknowledgement
Reference

• 손희상(광운대학교 화학공학과) | Hiesang Sohn (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University, Seoul 01897, Republic of Korea) Corresponding author