當今世界上，人類正面臨化石能源的日益枯竭和對可持續(xù)能源的不斷增長的需求的嚴峻問題，從而推動了對低成本、環(huán)保和高性能能量轉(zhuǎn)換和存儲系統(tǒng)的研究。同時，隨著電動汽車和智能電網(wǎng)應用需求的快速增加，因此可以提供高能量密度、穩(wěn)定的可循環(huán)性和優(yōu)異成本效益的電池的市場需求越來越大。其中，鋰離子電池因具有高能量密度、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和重量輕的優(yōu)點，而成為最有前景的能量存儲設備之一。然而，目前最先進的鋰離子電池仍然不能滿足日益增長的高能量密度需求，因為用鋰金屬作為陽極時主要存在樹枝狀晶形生長，將可能出現(xiàn)短路（導致熱失控）和低庫侖效率、循環(huán)壽命差的問題。

 

在開發(fā)鋰金屬負極以及其他高容量正極化學品（如硫和氧）時，研究人員發(fā)現(xiàn)利用固體電解質(zhì)(SSE)取代傳統(tǒng)電解液時具有很好的安全性，因此開發(fā)基于固體電解質(zhì)的鋰金屬電池或許可以從根本上解決安全性的問題。同時，研究結果表明在室溫下的離子電導率就高于10-3 S cm-1的超離子導體。然而，SSE與電極的相容性差產(chǎn)生的高界面阻抗的問題，限制了它們的實際應用。目前，科研人員已經(jīng)提出了采用先進的分離器、電解質(zhì)添加劑和正溫度系數(shù)（PTC）改進的集電器等新方法以提高鋰金屬電池的安全性。因此，現(xiàn)在迫切需要開發(fā)出具有更高能量密度、更長循環(huán)壽命和更高安全性的鋰金屬電池的新化學品或技術。

 

最近，Chem在線刊登了美國斯坦福大學的崔屹教授和中國上?？萍即髮W的劉巍研究員（共同通訊作者）、上海科技大學博后夏水鑫（第一作者）和上?？萍即髮W15級本科生吳昕晟（共同一作）等人總結的關于全固態(tài)鋰金屬電池的發(fā)展現(xiàn)狀和未來前景的綜述。題目是“Practical Challenges and Future Perspectives of All-Solid-State Lithium-Metal Batteries”。在這篇綜述中，首先總結了高導電固體電解質(zhì)(SSE)的主要挑戰(zhàn)和最新發(fā)展，包括聚合物、無機和復合材料，以及用于下一代高能量密度的鋰電池，從基礎理解到技術創(chuàng)新。其次，總結了關于SSE和電極界面問題的策略。接著，介紹了鋰金屬負極與鋰嵌入化合物、硫和氧正極結合的ASSLMBs的當前進展和實際挑戰(zhàn)。最后，還展望了基于鋰金屬負極的ASSLMBs的未來前景。