MIT Technology Review一年一度的“十大突破性技术”榜单正式发布。自2001年起，该杂志每年都会评选出当年的“十大突破性技术”，这份在全球科技领域举足轻重的榜单曾精准预测了脑机接口、量子密码、灵巧机器人、智慧传感城市、深度学习等诸多热门技术的崛起。本年度MIT Technology Review“十大突破性技术”分别为：mRNA疫苗、生成式预训练模型、数据信托、锂金属电池、数字接触追踪、超高精度定位、远程技术、多技能型人工智能、TikTok推荐算法和绿色氢能。为了让广大读者深入了解这十项技术的科学价值及其背后的科学故事，《中国科学基金》特邀请各领域著名科学家分别对其进行深入解读，以激发科研人员的创新思维，并促进科学界的学术交流。

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锂金属电池（Lithium-metal batteries）

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制约电动汽车产业发展的一大难题就是电池技术。目前，电动汽车普遍使用的是锂离子电池，这种电池昂贵、笨重、能量密度低，并且其所依赖的液体电解质在碰撞时极易起火。电池的一系列缺点体现在电动汽车上就是：价格高、续航低、充电慢，而且还存在安全隐患，这些正是让众多车主对电动汽车望而却步的原因。显然，要使电动汽车比汽油汽车更具竞争力，就需要一种突破性电池来弥补这些缺陷。硅谷初创公司 QuantumScape 声称已经开发出全新的锂金属电池，其采用固体电解质（陶瓷）克服了传统锂离子电池存在的这些缺陷。

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专家点评：

张 强 清华大学长聘教授，长期从事能源化学与能源材料的研究，致力于将国家重大需求与基础研究相结合，面向能源存储和利用的重大需求，重点研究锂硫电池的原理和关键能源材料。提出了锂硫电池中的锂键化学、离子溶剂复合结构概念，并根据高能电池需求，研制出复合金属锂负极、碳硫复合正极等多种高性能能源材料，构筑了锂硫软包电池器件。曾获得国家杰出青年科学基金、教育部自然科学一等奖、教育部青年科学奖、英国皇家学会Newton Advanced Fellowship、国际电化学会议Tian Zhaowu奖。在Advanced Materials、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie等发表SCI收录论文200余篇，授权发明专利50余项。

当代社会生产和生活方式高度依赖于能源的利用。二次电池是一种可以实现化学能与电能高效可逆转化的器件。锂离子电池是一种典型的二次电池，具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、便携等特点，方便电能的移动存储、输运和利用，支撑现代生产生活进入“无线”模式，促进社会朝着清洁、便携不断发展。随着便携式电子设备、电动汽车、储能电站等新生事物的不断涌现，锂离子电池成为当下二次电池的“主力军”。锂离子电池获得2019年诺贝尔化学奖，是对整个行业的认可和激励。然而，锂离子电池受制于自身材料的嵌入式能源存储机制，历经30余年发展后，其能量密度逐渐接近极限值。研发具有更高能量密度的二次电池成为社会共识。