以鋰金屬為負極的全固態(tài)電池有發(fā)展?jié)摿Γ梢越鉀Q傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度不足的問題。到目前為止，由于鋰離子遷移阻抗大，實際固態(tài)電池的應用一直受到限制，這主要是由于與鋰金屬接觸的固體電解質不穩(wěn)定所致。

來自日本東北大學和高能加速器研究機構的科學家們開發(fā)了一種新的復合氫化鋰超離子導體，這種導體可以制造出迄今為止能量密度最高的全固態(tài)電池。研究人員表示，通過對氫團簇(復合陰離子)結構進行設計得到了這種新材料，在與鋰金屬接觸時顯示有很高的穩(wěn)定性，鋰有可能成為全固態(tài)電池的負極材料。這種與鋰金屬接觸的新型固體電解質表現(xiàn)出高的離子傳導性和高的穩(wěn)定性，因此對于使用鋰金屬負極的全固態(tài)電池來說，這是一個真正的突破。

日本東北大學信一研究所的Sangryun Kim表示：預計這一發(fā)展不僅將激發(fā)今后尋找基于復合氫化物的鋰超離子導體的努力，而且還將在固態(tài)電解質材料領域開辟一種新方向，由此可能引導人們開發(fā)出高能量密度的電化學設備。

大多數(shù)現(xiàn)有的固體電解質化學性質或電化學性質不穩(wěn)定，并且(或)與鋰金屬的接觸不良，不可避免地在界面上引起不必要的副反應。這些副反應增加了界面電阻，大大降低了電池在重復使用過程中的性能。過去采用鋰合金和界面改性等策略的研究表明，由于鋰金屬負極本身與電解液間的熱力學反應活性高，電池性能逐漸退化的過程很難解決。以鋰金屬為負極的主要挑戰(zhàn)是固體電解質的高穩(wěn)定性和高鋰離子傳導性。

Sangryun Kim還表示：由于與鋰金屬負極接觸的電解質具有優(yōu)異的化學和電化學穩(wěn)定性，在解決與鋰金屬陽極相關問題方面，復合氫化物受到了很多關注。但由于較低的離子傳導性，所以在實際電池中從未嘗試使用復合氫化物作為電解質、鋰金屬作為負極。因此，我們非常樂觀地預測，如果開發(fā)出在室溫下制備鋰的超離子導體復合氫化物的技術，就有可能以鋰作為負極。