电池比能量不足严重制约了电动汽车的发展。锂—空气二次电池因具有比现有锂离子电池高出1～2个数量级的理论比能量，是最能够取代汽油的电池种类。然而受限于电解液和空气电极等性能的严重不足，现有锂—空气电池存在能量转化效率低、倍率性能差和循环寿命短等亟待解决的难题。
张新波团队基于对现有电解液分解机理的认识，首次将亚砜（DMSO）和砜（TMS）应用于锂—空气二次电池中。该团队还提出了石墨烯一体化空气电极的概念，成功地在泡沫镍基体中构筑了三维多孔石墨烯，使得所制备的锂—空气电池表现出优异的倍率性能。此外，他们通过借助和发挥稀土钙钛石型复合氧化物优异的电催化性能，进一步大幅提高了能量转化效率和倍率性能。
在以上研究成果的基础上，该团队通过优化锂—空二次电池体系与结构，首次设计和开发出可实用化并拥有自主知识产权的锂—空气二次电池电池组。
