最近中日美三国政府提出的动力电池的发展目标，从技术的指标上，核心指标是能量密度，越提越高，从 300 瓦时每公斤，一直到 500 瓦时每公斤，包括美国 DOE 还有中国的重点专项，纳米材料、基因组都提出了很高的指标要求。

怎么样实现这些超高能量密度的指标，同时还要兼顾动力电池使用时的安全性、寿命、成本，这是摆在很多研发人员面前的问题。

从技术分析的角度，目前主要的动力电池还是正极材料匹配人造石墨这一类的负极材料，接下来提高能量密度，很可能要把硅负极引入，体积膨胀是很难解决的问题，接下来是把硅负极用金属锂替代，1972 年研发到现在，历时 50 多年，有非常多的挑战，关键的几个问题是目前大多数的研发还是在有机的溶剂中，在有机溶剂中第一个问题是它不像石墨负极锂进和出，是非均匀的析出。第二是自发和电解液发生反映，体积变化也比较大。逐步导致锂离子电池 VCR 膜也不能稳定存在，安全性、自放电等方面还不能满足需求，非常多的企业和研发团队把希望寄托在全固态锂电方面。固态电池和业态电池在微观上也是三层结构，只是把现在的隔膜电解液替换为固态电解质，这是典型的照片，没有太本质的区别，核心是有可能负极使用了金属锂，在这种情况下，在正极这一侧，原来的液体可以充分浸润正极颗粒，在正极侧接触，这是难度非常大的。从大家预期的优点上，如果使用了金属锂，现在容易燃烧和爆炸的液态电解质，另外使用寿命等等都会延长，模块配置等都是大家期望的，在实践中这些数据有待进一步的检验，在 2007 年的时候，日本的 NEDO 在 2008 年公布了这样的路线图，在他们看来在远期的 2030 年，很多的电池形态是以全固态形式出现，包括金属锂、锂硫和锂空气电池，这些路线在不断修改中，但是大体是提高安全性的策略，就是固态化。

2016 年，美国 APER 的两千万美元的项目，全部支持各类固体电解质的开发，以及固体电解质的制造技术，现在在中国，在过去两三年的推动下，从事固态电池开发的团队非常多，展示的单位不多，具备能力开发的小团队，从南到北非常多的研发团队为主。

目前总体而言，全固态锂电池开发面临四个挑战，一个是在电极层面，怎么样满足正负极课题和固体电解质的离子传输，特别是循环过程中，第二是循环过程中正负极材料不能像液体那样保持非常好的接触。还有金属锂电极的体积变化还有锂固体的变化。

接下来介绍一下，2013 年中科院决定采取纳米先导专项。这里提出要做长续航的动力电池，通过提升能量密度来延长电动汽车的续驶里程，提出了 300 瓦时每公斤的指标，跟现在国家的任务是一致的。在这里包括第三代锂离子电池技术，包括现一代度固态电池，锂硫和锂空电池，包括 12 家科研单位，24 个 PI，400 人，一直在动态的管理中。

再简单地说一下整个先导项目取得的进展，在样品的层面研制了一些高能量密度的锂离子、锂空、锂硫，还打造了高水平的诊断分析平台，金属锂表面引入无机的磷酸锂做这个事情，提高它的稳定性，这是由化学所的郭博士做的。他们最近开发了聚醚丙烯酸脂这是一个非常重要的突破。