科技成果

锂离子电池通常由石墨负极和锂化过渡金属正极组成，实际能量密度仅为100~220 Wh/kg，难以满足先进储能和动力应用对能量密度不断增长的需求。金属锂的理论比容量为3860 mAh/g，密度为0.53 g/cm³，对标准氢电极电位低至-3.04 V，而且作为锂源，最大化的利用锂活性物质，成为理想的负极材料。然而，传统锂离子电池采用液体电解质，存在着易泄露、易腐蚀、安全性差与可靠性低等问题；金属锂直接接触液体电解质会发生不稳定化学反应，形成表面分布不均匀的固体电解质膜，在充放电过程中发生沉积和溶解；另一个挑战是锂枝晶和孔洞的不均匀形成；最终导致了金属锂的粉化、循环性变差、电解液耗尽、内阻增大、安全隐患等问题。用固态电解质取代传统电解液，由此所发展起来的固态锂电池，有望解决这些问题，满足航空航天、电动汽车等新兴领域对高安全高比能储能电池的要求。

经过近10年的研究积累，我们开发了高性能纳米固态电解质材料，突破了无机氧化物固态电解质烧结致密化难、离子导电率低、与电池正负极界面电阻高的技术瓶颈，提供了氧化物固态电解质在固态电池中应用的新形态；我们开发了高性能金属锂合金负极材料，突破了金属锂电池电流密度低的技术瓶颈，解决了金属锂的枝晶难题，提供了高功率金属锂电池的可行性。