上海交大团队研发超润湿电解质，突破锂电快充技术瓶颈
上海交大团队研发超润湿电解质，突破锂电快充技术瓶颈
上海交通大学万佳雨教授团队在锂离子电池快充技术领域取得重要突破。他们提出了一种创新的超润湿电解质工程方案，通过优化SEI层的形成过程，显著提升了电池的循环稳定性和快速充电能力。这一研究成果近日发表在国际顶级期刊《ACS Energy Letters》上。
研究背景与挑战
随着电动汽车的快速发展，锂离子电池的快充性能已成为制约其广泛应用的关键瓶颈。而SEI层（固体电解质界面相）的形成与稳定性，是影响电池循环寿命、快速充电能力和安全性的核心因素。传统的电解质工程方法往往面临粘度增加、润湿性降低和成本高等问题，难以满足高性能电池的需求。
创新技术方案
万佳雨教授团队提出了一种独特的分步注液策略。该策略首先使用超低浓度的超润湿电解质，通过二次注液的方式，实现石墨负极上SEI层的均匀且完全覆盖。这种超润湿电解质具有极佳的润湿性，能够确保电解质充分渗透到电极材料中，形成均匀的SEI层。
实验结果与分析
研究团队通过一系列实验验证了该技术方案的有效性。在低电流形成过程中，超低浓度电解质能够引起较高的过电位，从而形成富含无机成分的SEI层。这种SEI层具有更高的稳定性和更好的锂离子传输性能。
实验结果显示，采用超润湿电解质的锂离子电池表现出卓越的循环稳定性和5C的高倍率性能（容量为166mAh/g）。在0.5C的循环稳定性测试中，超低浓度电解液化成的电池在100个循环后仍保持90%以上的容量，而传统电解液化成的电池容量则急剧下降至44.7%。快速充电性能测试表明，超低浓度电解液电池在高倍率下表现出更高的比容量，且电化学阻抗谱分析证实其具有更快的锂化和脱锂动力学。
应用前景与影响
这一研究成果为锂离子电池的性能优化提供了新的技术路径。通过解决SEI层形成过程中的关键问题，该技术有望大幅提升电池的快充性能和循环寿命，为电动汽车等应用领域带来革命性的进步。目前，研究团队正在进一步优化该技术，并探索其在实际产品中的应用前景。
这一突破性研究不仅展示了上海交通大学在新能源材料领域的科研实力，更为推动锂离子电池技术的发展提供了新的思路和解决方案。随着进一步的优化和产业化推进，这项技术有望在未来几年内实现商业化应用，为电动汽车和便携式电子设备带来更优秀的使用体验。