可充电锂氧气电池的理论比能量是锂离子电池的5-10倍，然而其中使用的液体电解质使其面临安全问题、易挥发、以及在高温下泄漏和易燃，固态电解质有望解决这些问题。首先，固态电解质可以避免电解液挥发和易燃相关的安全问题；其次，固态电解质可以促进实用的开放式电池系统的开发；最后，高硬度的固态电解质可以抵抗锂枝晶渗透，并且作为保护屏障保护锂负极免受影响。因此，固态电解质的使用可以提高锂氧气电池的稳定性。

    虽然固态电解质提供了一些优势，但它们也具有阻碍其实际应用的内在限制。其主要挑战之一是其相对于液态电解质而言较低的离子电导率，认识其独特的离子传导途径有助于提高离子电导率。此外，固态电解质与电极之间的巨大界面阻抗，限制了其在锂氧气电池中的进一步应用。最后，电子、锂离子以及氧气的不连续传导途径直接影响了放电产物的形成与分解，解决上述问题是构建固态锂氧气电池必须解决的挑战。

    近日，郑州大学的周震教授及其团队受Batteries & Supercaps邀请，发表了题为“Constructing Rechargeable Solid-State Lithium-Oxygen Batteries”的综述论文，系统介绍了目前可充电锂氧气电池中固态电解质的最新进展，回顾与总结了具有高离子电导率、界面相容性和稳定性的固态电解质。在此基础上，我们总结提出了几点关于固态锂氧气电池的发展方向，希望能为未来的研究提供一些参考和启发。

1. 分类阐述三类电解质（聚合物电解质、无机电解质以及复合电解质）在锂氧气电池中的进展。

2. 总结了目前固态锂氧气电池发展所面临的挑战，主要介绍了正负极的优化策略、电解质与电极之间的界面问题、氧化还原介质在固态中的应用以及一体化结构设计。

3. 实现真正意义上的固态锂氧气电池，还需要寻找合适的固态电解质，与之相契合的多功能正极与负极结构、高效的催化剂以及完全认识到固态锂氧气电池的运行机制。

    近些年，先进表征技术，以及理论计算与实验的结合，对于我们更加深刻理解离子传输途径、锂沉积机制和界面问题是非常关键的。通过不断的研究和创新，固态锂氧气电池的的未来发展是一片光明。

论文信息：

Constructing Rechargeable Solid-State Lithium-Oxygen Batteries

Minghui Li^#, Dr. Kecheng Pan^#, Weicheng Wang, Shuochao Xing, Dr. Yaying Dou, Dr. Zhang Zhang*, Prof. Zhen Zhou*

Batteries＆Supercaps

DOI:10.1002/batt.202300230