基本原理：

固态锂电池主要由正极、固体电解质和负极组成。上图为固态锂电池的结构示意图。其中，正极材料可以选用锂离子嵌入式化合物或不含锂元素的单质硫、硫化物等。采用高安全的固体电解质替代传统可燃液态有机电解液。负极可以使用高容量锂基负极。固态电解质的采用不但可以解决电池安全问题，而且能够拓展正负极材料的选择范围，从而提高电池的比能量。

存在的问题：

固态电池存在如下问题：金属锂负极体积变化及高活性导致的金属锂/固态电解质界面阻抗增大，进而导致电池失效；与液态电解液相比固体电解质电导率低；固态电解质与正负极间界面接触及其稳定性问题；固态电池加工难度大；固体电解质的密度较有机电解液的大，采用固体电解质有可能会在一定程度上消减锂电池高比能量的优势。

解决策略：

采用三维骨架结构的锂负极和多层金属锂保护技术提高金属锂稳定性；设计和合成高电导率的固体电解质；研究固态电池高稳定、高活性“固/固”界面形成机制及调控机制；开发固态电池及其关键部件的制备技术。

本课题组取得的成果：

l Gao Jing, Sun Chunshui, Xu Lei, Chen Jian, Wang Chong, Guo Decai, Chen Hao. Lithiated Nafion as Polymer Electrolyte for Solid-state Lithium Sulfur Battery Using Carbon-sulfur Composite Cathode. Journal of Power Sources. 382 (2018) 179- 189.

l Yingjia Liu, Jian Chen, Jing Gao, Solid State Ionics, 318 (2018) 27-34.