二次電池在便攜式電子設(shè)備，交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的儲(chǔ)能系統(tǒng)如鋰離子電池，由于其電極材料自身的理論能量密度的限制，難以滿(mǎn)足先進(jìn)電子器件的需求。發(fā)展金屬基電池，如鋰金屬電池、鈉金屬電池等，可以有效的提升電池的能量密度。但是如果直接將有機(jī)醚類(lèi)或者碳酸酯類(lèi)等液態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用于金屬電池中，會(huì)產(chǎn)生諸多問(wèn)題，如枝晶的生長(zhǎng)，不穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI)等，限制了金屬電池的商業(yè)化應(yīng)用。固態(tài)電解質(zhì)為解決金屬電池遇到的挑戰(zhàn)提供了可行的解決方案。

近日，浙江大學(xué)陸盈盈課題組與麻省理工學(xué)院魏姝婭博士在AdvancedEnergyMaterials期刊上合作發(fā)表了題為“RecentProgressoftheSolid-StateElectrolytesforHigh-EnergyMetal-BasedBatteries”的綜述文章，系統(tǒng)性的總結(jié)了固態(tài)電解質(zhì)在金屬電池中的應(yīng)用，并展望了未來(lái)固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)。浙江大學(xué)直博生范磊與麻省理工學(xué)院魏姝婭博士為本文共同第一作者。

文章首先總結(jié)了固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展歷史，然后從當(dāng)前液態(tài)電解質(zhì)存在的問(wèn)題出發(fā)，討論了金屬電池發(fā)展固態(tài)電解質(zhì)的必要性。根據(jù)固態(tài)電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，將固態(tài)電解質(zhì)分為了無(wú)機(jī)陶瓷材料電解質(zhì)、有機(jī)聚合物電解質(zhì)、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合電解質(zhì)三類(lèi)。系統(tǒng)分析了不同電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)機(jī)理以及在金屬電池中的應(yīng)用。在文章的結(jié)尾，討論了固態(tài)電解質(zhì)在不同電池系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)原則以及在新型儲(chǔ)能器件如柔性電池、可拉伸電池以及透明電池的應(yīng)用。該綜述對(duì)固態(tài)電解質(zhì)在金屬電池中的應(yīng)用做了全面且系統(tǒng)的總結(jié)，展望了固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展前景，為新型固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計(jì)提供了新的思路。