全固態電池采用固態電解質取代傳統鋰離子電池中易燃的有機電解液，表現出高安全性和高能量密度等雙重優勢，成為下一代關鍵電化學儲能體系的研究熱點之一。設計具有高離子電導率和界面兼容性的固態電解質是實現高性能全固態電池的關鍵。近年來，鹵素化學在電池電化學中的應用引起廣泛關注。其中，含鹵素固態電解質具有高離子電導率、良好的機械形變性和寬電化學窗口，在全固態電池中發揮著重要的作用。因此，對鹵素固態電解開展系統性研究以及深入理解鹵素化學與電池電化學性能之間的關系對開發高性能全固態電池具有重要意義。近日，華北電力大學首次以第一單位在國際頂級期刊《自然綜述：化學》(Nature Reviews Chemistry, IF = 36.3)上在線發表了田華軍教授團隊最新研究成果。文章題目為“Halogen chemistry of solid electrolytes in all-solid-state batteries”。我校能源動力與機械工程學院博士研究生賀碧嬌為第一作者，辛燕副教授、田華軍教授為通訊作者。Nature Reviews Chemistry是Nature雜志旗下子刊，主要發表與化學相關的多學科領域的原創研究文章、評論文章和綜述文章。

鹵素化學在全固態電池中的應用

　　文章系統總結了鹵素電池電化學的發展歷史、含鹵素固態電解質的研究進展與面臨的問題和挑戰，詳細討論了含鹵素固態電解質的制備、改性和電池電化學性能分析，全面剖析了鹵素在全固態電池中的物理和化學作用、離子傳輸機制及設計原則，深入解析了鹵素化學機制與固態電解質性能優化之間的關系，討論了鹵素固態電解質在實際應用中面臨的主要挑戰和前景，對鹵素固態電解質進行了全面總結和討論，為探索和設計高性能固態電池提供了參考。

　　近年來，田華軍教授團隊始終聚焦智能電網與局域儲能用儲能系統的電池材料與電池電芯本質安全的痛點和難點，依托國家儲能技術產教融合創新平臺等開展了系列本質安全儲能電池科學研究與技術攻關工作。團隊先后發表了多項關鍵技術研究成果，主要包括：首次實現高安全海水基水系鋅電池技術(《自然·通訊》 Nature Communications , 2021)、開發了高性能鋰電池硅基負極材料( Advanced Functional Materials , 2021)、開發了高安全高功率水系金屬離子電池與器件(《自然·通訊》 Nature Communications , 2022)以及掌握了全固態電池技術與含鹵素固態電解質設計準則( Nature Reviews Chemistry , 2023)等。

　　田華軍，華北電力大學能源動力與機械工程學院教授、博士生導師，儲能電池材料與應用技術研究所所長，國家儲能技術產教融合創新平臺-電化學儲能材料與器件團隊負責人。2021榮獲中國新銳科技人物卓越影響獎。田華軍教授長期從事單價離子電池，包括全固態鋰電池、鈉離子電池;多價離子電池，包括高安全性鎂、鋁、鋅離子電池在內的高比能二次新型儲能電池研究。在 Nature Reviews Chemistry , Nature Communications (4篇)， Science Advances 等期刊上發表高水平學術文章50余篇，被引3600余次，申請專利14項，授權8項。所領導的團隊重點開發應用于智能電網與局域儲能用儲能系統的高能量密度、寬溫區、長壽命、高安全水系金屬離子電池、低成本鈉離子電池、高安全固態鋰電池儲能體系。

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41570-023-00541-7#citeas