清華李寶華教授揭示了固態(tài)鋰電池穩(wěn)定運行的秘密，即在LAGP與金屬鋰界面處引入凝膠電解質，能防止LAGP與金屬鋰發(fā)生反應，高效傳導鋰離子及減緩因鋰金屬體積效應帶來的應力，實現混合固態(tài)鋰電池在室溫下的穩(wěn)定運行。
固態(tài)電解質的化學組成為Li(1+x)AlM2-x(PO4)3（M為Ge、Ti），簡為LAGP及LATP。這兩種固態(tài)電解質具有較高的熱穩(wěn)定性和力學性能，可消除活潑金屬鋰負極的安全問題。
其中LAGP類快離子導體存在對金屬鋰不穩(wěn)定問題。因此，在LAGP與鋰負極的界面應引入了凝膠電解質（3DGPE），使固態(tài)鋰電池能穩(wěn)定循環(huán)。該電池是以磷酸鐵鋰（LFP）為正極，金屬鋰為負極，有良好電化學性能（在1C電流密度下其放電容量為14mAhg-1，其在0.3C電流密度下循環(huán)300次后，容量保持率為91.2%）。同時，李寶華也證明了這種方法能高效抑制枝晶生長且具有傳導離子能力。
3DGPE 能高效地且均勻地傳導鋰離子，有較好的力學性能及致密的結構可抑制枝晶的形成。在界面處3DGPE不僅阻礙LAGP與金屬鋰負極的直接接觸，同時可提高離子傳導，并抑制枝晶生長從而防止后續(xù)副反應的發(fā)生。另外，柔軟的3DGPE能作為緩沖層釋放鋰負極在循環(huán)中因體積變化所產生的應力，保證固態(tài)鋰電池穩(wěn)定循環(huán)。
提到電池穩(wěn)定運行，讓我想起了美國研究員曾經表示可用氧化鎢納米材料作為負極，因為其有顯著表面積、優(yōu)異的穩(wěn)定性能和導電性，也能保證電池穩(wěn)定循環(huán)。
