當(dāng)今世界上，人類(lèi)正面臨化石能源的日益枯竭和對(duì)可持續(xù)能源的不斷增長(zhǎng)的需求的嚴(yán)峻問(wèn)題，從而推動(dòng)了對(duì)低成本、環(huán)保和高性能能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究。同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車(chē)和智能電網(wǎng)應(yīng)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(chǎng)需求越來(lái)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(diǎn)，而成為最有前景的能量存儲(chǔ)設(shè)備之一。然而，目前最先進(jìn)的鋰離子電池仍然不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的高能量密度需求，因?yàn)橛娩嚱饘僮鳛殛?yáng)極時(shí)主要存在樹(shù)枝狀晶形生長(zhǎng)，將可能出現(xiàn)短路（導(dǎo)致熱失控）和低庫(kù)侖效率、循環(huán)壽命差的問(wèn)題。

在開(kāi)發(fā)鋰金屬負(fù)極以及其他高容量正極化學(xué)品（如硫和氧）時(shí)，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(shí)具有很好的安全性，因此開(kāi)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(wèn)題。同時(shí)，研究結(jié)果表明在室溫下的離子電導(dǎo)率就高于10-3 S cm-1的超離子導(dǎo)體。然而，SSE與電極的相容性差產(chǎn)生的高界面阻抗的問(wèn)題，限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。目前，科研人員已經(jīng)提出了采用先進(jìn)的分離器、電解質(zhì)添加劑和正溫度系數(shù)（PTC）改進(jìn)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(kāi)發(fā)出具有更高能量密度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命和更高安全性的鋰金屬電池的新化學(xué)品或技術(shù)。

最近，Chem在線(xiàn)刊登了美國(guó)斯坦福大學(xué)的崔屹教授和中國(guó)上?？萍即髮W(xué)的劉巍研究員（共同通訊作者）、上?？萍即髮W(xué)博后夏水鑫（第一作者）和上海科技大學(xué)15級(jí)本科生吳昕晟（共同一作）等人總結(jié)的關(guān)于全固態(tài)鋰金屬電池的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)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(jié)了高導(dǎo)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(wú)機(jī)和復(fù)合材料，以及用于下一代高能量密度的鋰電池，從基礎(chǔ)理解到技術(shù)創(chuàng)新。其次，總結(jié)了關(guān)于SSE和電極界面問(wèn)題的策略。接著，介紹了鋰金屬負(fù)極與鋰嵌入化合物、硫和氧正極結(jié)合的ASSLMBs的當(dāng)前進(jìn)展和實(shí)際挑戰(zhàn)。