吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院于吉紅院士科研團(tuán)隊(duì)在固態(tài)鋰空電池的研發(fā)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，該進(jìn)展的核心驅(qū)動(dòng)力在于對(duì)關(guān)鍵納米材料的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)與制備。這一成果不僅為下一代高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)提供了新的科學(xué)思路，也彰顯了納米材料在解決能源存儲(chǔ)瓶頸問(wèn)題中的巨大潛力。

固態(tài)鋰空電池被視為未來(lái)電動(dòng)汽車和規(guī)模化儲(chǔ)能系統(tǒng)的理想選擇，其理論能量密度可達(dá)現(xiàn)有鋰離子電池的十倍以上。其實(shí)際應(yīng)用長(zhǎng)期受限于循環(huán)壽命短、充放電效率低以及界面穩(wěn)定性差等關(guān)鍵挑戰(zhàn)。于吉紅院士團(tuán)隊(duì)的研究聚焦于電池的核心組件——固態(tài)電解質(zhì)和空氣電極，通過(guò)精密的納米材料工程手段，成功構(gòu)建了具有優(yōu)異離子傳導(dǎo)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的新型功能材料。

在固態(tài)電解質(zhì)方面，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一系列具有有序孔道結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合電解質(zhì)材料。這類材料在納米尺度上實(shí)現(xiàn)了鋰離子的快速、均勻傳輸，同時(shí)其堅(jiān)固的骨架有效抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)，極大地提升了電池的安全性。在空氣電極側(cè)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高效的雙功能納米電催化劑。這些催化劑具有高比表面積和豐富的活性位點(diǎn)，顯著加速了氧氣還原與析出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，降低了電池的過(guò)電位，從而提高了能量轉(zhuǎn)換效率。

尤為重要的是，團(tuán)隊(duì)通過(guò)先進(jìn)的表征技術(shù)和理論計(jì)算，深入揭示了納米結(jié)構(gòu)與電池電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系。這種從微觀機(jī)理到宏觀性能的系統(tǒng)性研究，為理性設(shè)計(jì)和優(yōu)化電池材料提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。

此項(xiàng)進(jìn)展標(biāo)志著我國(guó)在固態(tài)金屬空氣電池這一前沿領(lǐng)域的自主研發(fā)能力達(dá)到了新的高度。基于納米材料的創(chuàng)新策略，有效緩解了固態(tài)界面接觸和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)遲緩等核心難題，為開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命、高安全、高能量密度的實(shí)用化固態(tài)鋰空電池奠定了關(guān)鍵材料基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)的研究將繼續(xù)深化，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，助力我國(guó)在新能源戰(zhàn)略領(lǐng)域的全球競(jìng)爭(zhēng)力提升。