该课题由华南理工大学承担，主要内容是：结合经验规律、第一性原理方法及高通量的计算理论开展已知及未知锂、铝电池正、负极材料的组分结构计算筛选与搜寻，探索确定与体系储能密度和热力学性质关联的物理量，揭示电极材料电化学性能与其晶体结构、物相组成等的内在联系，提出纳米结构储能电极材料的设计理论，建立电解质材料成分、结构与离子电导率的构效关系，预测高离子导电率的电解质以及性能优异的隔膜和添加剂新体系。

具体表述： 理论计算将重点研究高比能富锂、钒基等正极材料和硅基、新型合金等负极材料以及新型电解质等，具体内容包括: 1）正极材料：要在锂离子电池当中实现能量密度大于400Wh/Kg 的目标，可以在多电子材料和高电压材料中探索。即选择单分子式中含多个 Li 的富锂化合物，或利用 V, Ni, Mn 多变价离子的体系。 计划重点将放在钒基的材料体系上； 2）负极材料：将重点针对硅基、 新型合金等负极材料进行理论优化设计， 探索和筛选匹配性良好的正、负极材料的组分结构； 3）电解质等： 克服一般的电解质计算需要很多计算资源的矛盾，通过建立近似模型等方法实现对电解质体系的理论计算，预测高离子导电率的电解质。 揭示电解质材料成分、结构对离子电导率的影响规律。此外， 将通过建立近似模型的方法，研究隔膜和添加剂新体系； 4）表界面问题：通过先进的高通量结构预测新方法， 建立固固界面的原子结构模型，继而使用第一性原理的方法计算其电子结构，最终帮助理解稳定和紧密结合的“纳米电极材料-电解质”界面。另外，由于 SEI 膜的形成过程及化学组分、元素状态等都不确定，理论研究存在很大困难，将在将来的工作中进行探索； 5）铝离子电池：研究锂离子电池的各种理论方法，也可以应用于铝离子电池各类性能的研究中，这也是理论研究的一个方向。