現在の技術が絶えず進歩する中で、極限環境におけるリチウム金属電池の運用ニーズが日増しに高まっています。しかし、既存の電解質系は一般的に熱安定性が低く、界面での副反応が顕著であり、低温条件下でのイオン伝導率が不足しています。厳しい環境下での電池の安全運転と長期安定性の実現は依然として重大な課題です。したがって、高耐熱特性を持つゲルポリマー電解質（GPE）の開発が特に急務となっています。本研究では、不燃性電解質に基づく二機能戦略を提案し、本質的な難燃性特性と界面制御メカニズムの相乗効果により、優れた熱安定性と高いイオン伝導率を実現しました。本電解質は自己洗浄能力および無機物を豊富に含む強固な界面層の形成により、高温下でのリチウム金属電池の安全かつ安定した運転を効果的に保証します。実験結果から、LiFePO₄/GPE/Li電池は60℃で100サイクル後も容量をほぼ維持し、-20℃の低温条件下でも0.1 Cの電流密度で100サイクルの安定した充放電が可能でした。組み立てられたソフトパック電池は、曲げ、折りたたみ、切断などの極端な条件下でもLEDスクリーンを持続的に駆動できました。総じて、本研究で開発したGPE電解質系は広い温度範囲における高安全性および高安定性リチウム金属電池の有効な解決策を提供します。

ゲルポリマー電解質;高安全性;広温度領域;界面安定性