현재 기술의 지속적인 발전과 함께 극한 환경에서 리튬 금속 배터리의 작동 요구가 점점 증가하고 있습니다. 그러나 기존 전해질 시스템은 대체로 열 안정성이 낮고, 계면 부반응이 심하며, 저온 환경에서 이온 전도도가 부족한 문제를 안고 있습니다. 가혹한 환경에서 배터리의 안전한 작동과 장기간 안정성을 달성하는 것은 여전히 큰 도전 과제입니다. 따라서 내열 특성을 갖춘 겔 폴리머 전해질(GPE)의 개발이 매우 시급합니다. 본 연구에서는 불연성 전해질을 기반으로 한 이중 기능 전략을 제안하여 고유의 난연 특성과 계면 조절 메커니즘의 시너지 효과를 통해 우수한 열 안정성과 높은 이온 전도도를 구현하였습니다. 이 전해질은 자가 세정 능력과 무기물이 풍부한 견고한 계면층 형성을 통해 고온에서도 리튬 금속 배터리의 안전하고 안정적인 작동을 효과적으로 보장합니다. 실험 결과 LiFePO₄/GPE/Li 배터리는 60 ℃에서 100회 순환 후 용량이 거의 변하지 않았으며, -20 ℃의 저온 조건에서 0.1 C 전류 밀도하에 100회 안정적 순환이 가능하였습니다. 조립된 소프트 팩 배터리는 구부림, 접힘, 절단 등 극한 조건에서도 LED 화면을 지속적으로 구동할 수 있었습니다. 종합적으로 본 연구에서 개발한 GPE 전해질 시스템은 넓은 온도 범위 내에서 고안전성과 고안정성을 갖는 리튬 금속 배터리를 위한 효과적인 솔루션을 제공합니다.

겔 폴리머 전해질; 고안전성; 넓은 온도 영역; 계면 안정성