主要从事全固态锂电池新型电极和电解质材料的研发，并运用电子显微技术来探索电化学储能机理。开发了目前最具成本优势的锆基卤化物固态电解质材料，发表于Nat. Commun.期刊后成为引起锂电池板块股票涨停的原因之一（中国科学报评）。开发并发表于Nat. Commun.期刊的新型卤化物正极材料获Nat. Chem.期刊的专题报道。先后在Nature、Nat. Commun.（5篇）、Adv. Energy Mater.、Nano Lett.等国际知名学术期刊上发表论文28篇，多篇入选ESI热点、高被引论文；获国家授权发明专利3项，并担任Nano Lett.（国内学者共21人）、J. Mater. Sci. Technol.等期刊青年编委。主持国家自然科学基金—面上项目与青年科学基金项目（C类）各1项、甘肃省自然科学基金—重点研发与青年基金项目各1项、企业横向等多项科研项目。

招生：课题组实验经费充足，每年计划招收3-4名研究生。热忱欢迎立志在新能源领域深耕的优秀学子报考，优先考虑具有新能源材料与器件学科背景的考生与推免生。有意者请将自荐信与简历发送到kwang@lzu.edu.cn。

工作经历

2023.02—今，兰州大学，材料与能源学院，青年研究员

学习经历

2019.09—2022.11，中国科学技术大学，化学与材料科学学院，工学博士，导师：马骋教授

2021.06—2022.09，安徽大学，电镜中心，联合培养导师：葛炳辉教授

2016.09—2019.03，天津理工大学，电镜中心，工学硕士，导师：罗俊教授

2012.09—2016.06，天津理工大学，材料科学与工程学院，理学学士

学术主页

ORCiD: https://orcid.org/0000-0001-6149-6685

Scopus: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57226656635

主持项目：

1. 国家自然科学基金—面上项目，50万，在研

2. 国家自然科学基金—青年科学基金项目（C类），30万，在研

3. 甘肃省重点研发计划—工业领域，20万，在研

4. 甘肃省自然科学基金—青年科技基金，4万，在研

5. 企业横向，26万，在研

6. 兰州大学“双一流”建设经费—科研启动费，100万，在研

代表性科研成果

1. 卤化物固态电解质开发

课题组与合作者利用廉价金属Zr成功构建了新的氯化锆锂固态电解质体系，其作为目前最廉价的固态电解质之一，首次打破了“固态电解质成本不可降低”的魔咒，极大地增加了产业界对于全固态电池商业化的信心。Li₂ZrCl₆材料不仅保留优异氯化物体系的理想性能，还能在相对湿度为5%的湿气下显示出其独特抗湿性。

工作详见：https://doi.org/10.1038/s41467-021-24697-2

在此基础上，课题组与合作者一方面通过软硬酸碱理论设计了具有吸湿可逆性的锆基卤化物固态电解质材料，极大地拓宽了其应用场景。另一方面通过深入探究锆基卤化物固态电解质与锂铟合金负极的固-固界面反应机制，首次组装了不含硫化物作为惰性隔层的锆基卤化物全固态锂电池，使得电池的质量能量密度提升约6.7%。

工作详见：

https://doi.org/10.1002/advs.202305394

https://doi.org/10.1002/aenm.202500390

 2. 新型电解质型卤化物正极开发

课题组与合作者通过引入可变价过渡金属元素将此前功能单一的氯化物固态电解质材料开发为同时具有正极、电解质和负极功能的多功能材料。该材料（Li₃TiCl₆）作为电极时只需加入5 wt%的炭黑就可以工作，正极含量达到了95 wt%，远远大于一般氧化物电池的80 wt%。并且基于该材料（Li₃TiCl₆）的多功能性，我们还设计了具有优异电化学性能的单一材料全固态电池。这种多功能氯化物材料的开发有利于拓展氯化物材料的设计思路与设计新型全固态锂电池。

工作详见：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37122-7

3. 电子显微学助力全固态电池的研发

常规电子显微技术难以无损解析电子束/空气敏感材料的原子尺度的周期/非周期性微观结构。课题组与合作者发现纯机械法能够增强样品耐受电子束辐照损伤的能力；结合球差透射电镜的低剂量成像技术，我们成功实现了易受电子束损伤固态电解质材料LATP与LLZTO的原子级观测，并发现LATP中广泛存在比体相结构具有更高离子传输效率的非对称孪晶。此外，课题组与合作者设计了一种适用于SEM的惰性气体密封转移盒，成功实现了空气敏感材料在整个转移过程中不暴露在空气中，为空气敏感材料的微观结构表征提供了简单可行的方法。

工作详见：

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03852

https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2025.114194

代表性论文

1. Shiqing Sun†, Rongcheng Zhang†, Zhenqi Gu, Xiaorong Fang, Tian Ma, Haosen Li, Zheyuan Lin, Hongming Yi, Xue Zhang, Liang Wu, Kai Sun, Dequan Liu, Ying Wu, Hongyun Ma, Yujun Fu, Kai Wang* & Deyan He*. Interfacial stabilization mechanism of zirconium-based halide and Li-In alloy anode in all-solid-state lithium batteries, Adv. Energy Mater. (2025), 2500390.

2. Hongmin Zhou, Zhenqi Gu, Ming Li, Minghui Fan, Zhi Zhao, Shengquan Fu & Kai Wang*. SEM characterization technique for air-sensitive all-solid-state lithium battery materials, Ultramicroscopy 276, (2025), 114194.

3. Xiaorong Fang, Yujun Fu, Shiqing Sun, Rongcheng Zhang, Pengqian Guo, Kai Sun, Dequan Liu, Kai Wang* & Deyan He*. Halide as catholyte in composite cathode to enhance cycling stability of all-solid-state lithium–sulfur batteries, Nano Lett. 25, (2025), 3843–3850.

4. Kai Wang†,*, Zhenqi Gu†, Haoxuan Liu†, Lv Hu, Ying Wu, Jie Xu* & Cheng Ma*. High-humidity tolerant chloride solid-state electrolyte for all-solid-state lithium batteries, Adv. Sci. 11, (2024), 202305394.

5. Kai Wang, Zhenqi Gu, Zhiwei Xi, Lv Hu & Cheng Ma*. Li3TiCl6 as ionic conductive and compressible positive electrode active material for all-solid-state lithium-based batteries. Nat. Commun. 14, (2023), 1396. (Editors' Highlights)

6. Zhenqi Gu†, Kai Wang†, Yifei Rao†, Pengfei Nan, Lixun Cheng, Binghui Ge*, Wenhua Zhang* & Cheng Ma*. Atomic-resolution electron microscopy unravelling the role of unusual asymmetric twin boundaries in the electron-beam-sensitive NASICON-type solid electrolyte, Nano Lett. 23, (2023), 11818-11826.

7. Kai Wang, Qingyong Ren, Zhenqi Gu, Chaomin Duan, Jinzhu Wang, Feng Zhu, Yuanyuan Fu, Jipeng Hao, Jinfeng Zhu, Lunhua He, Chin-Wei Wang, Yingying Lu, Jie Ma & Cheng Ma*. A cost-effective and humidity-tolerant chloride solid electrolyte for lithium batteries. Nat. Commun. 12, (2021), 4410. (Editors' Highlights)

8. Wei Xi†, Kai Wang†, Yongli Shen†, Mengke Ge, Ziliang Deng, Yi Ding*, Guangzhi Hu* & Jun Luo*. Dynamic co-catalysis of Au single atoms and nanoporous Au for methane pyrolysis. Nat. Commun. 11, (2020), 1919. (Editors' Highlights)

代表性授权专利

1. 王凯，张荣呈，付玉军，栗军帅，贺德衍，一种全固态电池双活性物质复合正极材料及其应用, 中国专利，授权号：CN118782736B

2. 马骋，王凯，一种卤化物全固态电池材料及其制备方法和应用，中国专利，授权号：CN115275331B

3. 马骋，王凯，一种无机氯化物固态电解质材料、其制备方法及其应用，中国专利，授权号：CN112591793B

2024年入选甘肃省级青年人才项目(团队成员)

2023年全国电子显微学学术年会-功能材料的微结构表征分会场-优秀报告奖