一支团队创造了一种可靠且高效的聚合物基固体电解质，适用于智能手机、电动车和能量存储。
由首席研究员金在贤领导的DGIST能源与环境技术部门的研究人员取得了显著进展，开发了一种采用“三层固体聚合物电解质”的锂金属电池。这一创新设计极大地提高了防火安全性，并延长了电池的使用寿命。这项研究的发现与各种应用相关，包括电动车和大规模能量存储解决方案。
传统的固体聚合物电解质电池常常因结构限制而难以与电极有效接触。此外，这些电池没能解决“枝晶”问题，即锂在充放电周期中形成树状结构。枝晶是一个严重的问题，因为它们的不规则生长可能会干扰电池内部的连接，从而导致火灾或爆炸。
为了解决这些挑战，研究团队为电解质设计了一种三层结构。每一层都具有特定功能，显著提高了安全性和性能。这种先进的电解质使用“十溴联苯乙烷（DBDPE）”来增强防火性能，使用“沸石”来提高电解质的强度，以及高浓度的锂盐“锂双（三氟甲基磺酰）亚胺（LiTFSI）”以确保锂离子的快速移动。
三层电解质包括一层强大的中间层，增强了机械强度，而较软的外层确保出色的电极接触，使锂离子能够轻松移动。这一设计不仅加快了锂离子的移动，还有效减轻了枝晶形成，从而提高了能量传输速率。
实验结果表明，所开发的新电池在经过1000次充放电循环后仍保持约87.9%的性能，相较于通常只保留70-80%的传统电池，耐用性显著提高。此外，该电池在火灾中可以自我熄灭，大大降低了火灾风险。预计该电池将广泛应用于从智能手机和可穿戴科技等小型设备到电动车和大型能量存储系统等多种应用。
金博士表示：“我们期待这项研究将大大促进利用[固体聚合物]电解质的锂金属电池的商业可行性，同时提升能量存储设备的稳定性和效率。”
这项研究得到了未来材料发现项目的支持，该项目由汉阳大学的李正浩教授领导，以及由金在贤博士主导的中期研究者计划，属于韩国国家研究基金会。这些结果作为封面文章在Wiley出版的国际期刊《Small》上发表。
