리튬 금속 전지의 열 안정성 및 안전성 메커니즘

리튬 이온 전지가 이론적 용량 한계에 도달함에 따라, 차세대 에너지 저장 장치로 리튬 금속 전지(LMB)가 높은 에너지 밀도로 유망하게 부상하고 있습니다. 그러나 리튬 덴드라이트 성장, 부반응, 불안정한 고체 전해질 계면(SEI), 낮은 사이클 안정성 등 상호 연관된 문제들로 인해 실용화에 제약이 있습니다. 전해질 설계, 전극 구조, 계면 공학의 발전으로 전기화학적 성능은 향상되었지만, LMB의 열 안정성 및 안전성에 대한 심층적인 연구는 여전히 필요합니다. 본 총설은 LMB의 열 불안정성에 대한 포괄적인 메커니즘 분석을 제공합니다. 재료 열화, 계면 분해, 셀 수준의 열 거동을 아우르며, 리튬 금속, 액체 및 고체 전해질, 다양한 양극 활물질(층상 산화물, 황 등)이 발열 반응, 가스 발생, 열 폭주를 유발하는 역할을 비판적으로 검토합니다. 특히 전극-전해질 상호작용, 계면 화학, 전기화학-역학, 형태학적 진화, 그리고 새로운 LMB 화학 전반에 걸친 열 불안정성 간의 복잡한 연관성을 강조합니다. 이를 통해 지배적인 열 불안정성 메커니즘과 주요 지식 격차를 파악했습니다. 이 연구는 열적으로 안정적인 LMB 설계를 위한 메커니즘적 기반을 확립하고, 고에너지 배터리 시스템의 안전성을 향상시키기 위한 미래 연구 방향을 제시합니다.