快速發展的電動車和規模儲能對電化學能源提出了越來越高的要求, 這裡面很關鍵的因素是燃料電池的催化劑, 可充放電池的材料.
電池材料結構方面, 對於鋰離子來說, 一個是牽流, 一個是轉換, 比如現在的電池負極材料利用的是石墨, 商品化電池的容量比需求還是不夠, 需要新的材料, 比如金屬氧化物, 矽等, 這些材料用完以後帶來的問題是一旦容量增加, 這些材料就會體積膨脹, 在放電以後體積會收縮, 任何一個材料就會發生損壞, 這是一個難點.
如果在負極材料結構設計形狀的時候做成立方體, 八邊體, 就可以有更好的性能, 更好的迴圈穩定性. 迴圈到200次以後還不衰竭, 反而會增加, 這和通常的材料是不一樣的.
正極材料有很多種, 需要其容量好, 多電子反應, 輕等, 但其實正極材料的倍率性也很重要, 因為這關係到它的鋰離子傳輸情況, 傳輸通道等. 表面反應的時候通道力度如果大, 可以更快的充進去放出來. 開放的結構, 鋰離子很容易通過這個結構進去, 從這個意義來說, 這對於鋰離子的傳輸有很大的影響.
鋰電池裡面除了正極材料和負極材料以外, 各種材料之間的界面過程也很重要. 從分子水平和微觀機構參差認識電池的界面結構演變和反應過程, 理性設計和調控電化學能源材料的結構是顯著提升其性能的基礎, 這一點尤其重要.
