電池比能量不足嚴重制約了電動汽車的發(fā)展。鋰—空氣二次電池因具有比現(xiàn)有鋰離子電池高出1～2個數(shù)量級的理論比能量，是最能夠取代汽油的電池種類。然而受限于電解液和空氣電極等性能的嚴重不足，現(xiàn)有鋰—空氣電池存在能量轉(zhuǎn)化效率低、倍率性能差和循環(huán)壽命短等亟待解決的難題。
張新波團隊基于對現(xiàn)有電解液分解機理的認識，首次將亞砜（DMSO）和砜（TMS）應(yīng)用于鋰—空氣二次電池中。該團隊還提出了石墨烯一體化空氣電極的概念，成功地在泡沫鎳基體中構(gòu)筑了三維多孔石墨烯，使得所制備的鋰—空氣電池表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。此外，他們通過借助和發(fā)揮稀土鈣鈦石型復(fù)合氧化物優(yōu)異的電催化性能，進一步大幅提高了能量轉(zhuǎn)化效率和倍率性能。
在以上研究成果的基礎(chǔ)上，該團隊通過優(yōu)化鋰—空二次電池體系與結(jié)構(gòu)，首次設(shè)計和開發(fā)出可實用化并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋰—空氣二次電池電池組。
