伴随着环保理念的不断普及，世界各国都在推广新能源生活方式，如利用新能源发电和供电、采用新能源交通工具等等，其中锂电池作为新能源存储系统，目前被广泛应用于各个领域中。2021 年 1 月，蔚来宣称将于 2022 年第四季度交付装配固态电池的新款汽车车型，能量密度超过360 Wh/Kg，续航里程超过1000公里。这是业内首次有整车企宣布将量产搭载固态电池的车型，随后市场对于固态锂电池的关注度明显升高。作为锂电池家族的重要成员——固态锂-空气电池系统，其能够促进动力电池安全性提高，并且量产能量密度能够达到500～600Wh/kg，充电速度每分钟可增加800km，被业内誉为“新能源汽车的最佳核心部件”。

但是从目前固态锂-空气电池技术发展来看，由于传统固体电解质对锂金属或空气的不稳定性，以构建低阻界面的困难，因此不适合其用于固态锂-空气电池系统中。面对业内面临的技术瓶颈，吉林大学徐吉静教授和于吉红院士等人利用沸石作为无机固体电解质材料，制成了高度稳定、可集成和柔性的固态锂-空气电池，并且该研究已在全球顶级科研期刊《Nature》中发表。由于沸石具有强稳定性，因此能够有效抑制电解液因锂或空气的作用而退化等问题，可延长循环寿命，同时该技术可扩展到其他能量存储系统，如锂离子电池、钠-空气电池和钠离子电池，可以说“沸石电池”的时代马上就要到来！

固态锂(Li)-空气电池与现存问题

随着能源危机和环境污染问题的日益突显，人们对清洁、可再生能源的需求越来越迫切。实际应用中，太阳能、风能、水力等可再生能源需要被转化为电能等二次能源才能广泛被人们加以利用。为解决这类自然可再生能源与电力需求在时空分布上的不匹配问题，储能技术的发展必不可少。

在众多储能技术中，电化学储能技术，即电池的使用受到人们越来越多的关注，其具有高效、规模可调的特点，既可整合于电力系统作为能量储存单元，起到对电网削峰填谷的作用，提高电网运行的可靠性和稳定性，也可用于移动通讯、新能源汽车等领域，为人类生活质量的提高提供源源不断的能量支持。

自1991年索尼公司推出第一款商用二次锂离子电池以来，锂电池在全球范围内迅速普及，成为许多便携式电子产品首选的电池能源系统类型。近年来，伴随着电动汽车的兴起，以及可再生能源发电对大规模储能装置的迫切需求，锂电池的研究再度升温，开发安全、大容量、大功率和长寿命的二次锂电池成为焦点。其中，作为锂电池技术中的重要组成——固态锂(Li)-空气电池，被认为可以用于解决下一代能量存储的技术中液体电池系统遇到的安全性和电化学稳定性问题。

（采用不同材料得到的理论能量密度上限，金属锂负极可以做到 350 - 500 Wh/Kg）

作为当前现有电池系统中，具有高理论能量密度的锂-空气电池，已经广泛应用于各大领域中， 并且被研究学者认为其有望在下一代能量存储设备中发挥突出作用。但是与此同时，其依旧面临着突出的安全性问题：由于传统的固体电解质对锂金属或空气的不稳定性，以及构建低阻界面的困难，因此不适合用于固态锂-空气电池系统的长期发展。

（锂负极令人困扰的锂枝晶问题）

面对这一问题，国内外研究人员均加大力度开发新的固态锂空气电池，在近几年研究中，尽管已研发出一些具有高离子导电性和良好安全性能的无机固体电解质，但是其均呈现出对锂金属或空气的不稳定性等问题，目前不适合该电池系统。此外，固体电解质的高电导率导致锂在电解质内部成核，从而在电池中产生短路；低成本大规模生产SSLABs仍然困难，而常规无机固体电解质的非柔性也限制了其应用。

因此，研发设计一种同时具有高环境适应性和优越电化学性能的固体电解质仍然是能源存储领域的巨大挑战。

沸石电池：新能源储存的有效解决方案

文章来源：《下一代英才》 网址: http://www.xydbjb.cn/zonghexinwen/2021/0427/1652.html