毛尔洋，王 莉，孙永明

（1.华中科技大学武汉光电国家研究中心,武汉430074；2.清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084）

21世纪以来，科技日新月异，经济飞速发展，人类文明也迎来了飞跃发展，随之而来的世界能源危机不断加剧，地球环境问题也愈发凸显，人们亟待发展以太阳能、风能、潮汐能等间歇性发电的新型可再生清洁能源，而这些能源的有效利用首先必须高效存储；另一方面，消费电子领域及电动交通工具，如电动汽车、无人机等皆需要先进的储能器件. 因此，人们迫切需要开发具有更高能量密度、更高功率密度、更长寿命、更低成本、更高安全性的可充放储能技术［1～4］.

在过去200年里电化学储能技术取得了长足发展，从伏打电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池，再到锂离子电池，能量密度也显著提高. 1991年首次商业化的锂离子电池因有能量密度高、能量效率高、循环寿命长、无记忆效应、快速放电、自放电率低、工作温度范围宽和安全可靠等显著优点，已成为当今各国科学家研究的重要前沿方向［5～7］. 然而，当前基于嵌入反应机制、由石墨负极和锂过渡金属氧化物正极组成的传统锂离子电池的能量密度仅为200～260 W·h·kg-1，已经接近理论极限，且近20多年来年均增长不到5%，已远不能满足日益增长的储能要求［8～12］. 因此，亟需发展下一代可充放锂电池技术，通过探索新型的反应机制与电极材料，进一步提高电池能量密度、倍率性能、循环寿命和安全性［13～19］.

在现有的锂离子……