超润湿电解质工程：电池快充新突破！

超润湿电解质工程：电池快充新突破！

引用

中国科学院

等

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来源

1.

http://www.lzb.cas.cn/kyjz/202411/t20241107_7434800.html

2.

https://blog.sciencenet.cn/blog-3411509-1456120.html

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https://www.x-mol.com/groups/deepenergy/people/53336

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http://www.xnyjz.giec.ac.cn/article/2023/2095-560X-11-1-76.html

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https://www.v-suan.com/index.php/2024/05/28/1a022c439f/

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https://www.x-mol.com/groups/deepenergy/news/61086

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https://gift.sjtu.edu.cn/wjy/main.htm

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https://www.whxb.pku.edu.cn/article/2017/1000-6818/WHXB20170814.shtml

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https://www.x-mol.com/groups/ran/news/42994

近年来，随着电动汽车和便携式电子设备的快速发展，对锂离子电池快速充电能力的需求日益迫切。然而，传统的电解质体系在快充条件下往往面临固体电解质界面层（SEI）覆盖不完全、性能不稳定等问题，严重制约了电池的循环寿命和倍率性能。针对这一挑战，上海交通大学万佳雨教授团队提出了一种创新的超润湿电解质工程策略，为实现高性能快充电池开辟了新途径。

万佳雨教授团队的研究发表在《ACS Energy Letters》上，他们提出了一种通用的电池界面工程策略，即利用超低浓度的超润湿电解质来改善石墨负极上的SEI层质量。这种策略的核心是在低电流密度下，通过分步注液的方式，使电解质在电极表面形成均匀且致密的SEI层。

研究发现，超润湿电解质能够在低电流形成过程中产生高过电位，从而促进富含无机成分（如Li₂CO₃和Li₂O）的SEI层的形成。这种富含无机成分的SEI层具有以下优势：

1. 降低界面电阻：无机成分的引入显著降低了电极/电解质界面的电阻，提高了锂离子的传输效率。

2. 抑制电解质分解：稳定的SEI层能够有效抑制电解质的进一步分解，保持电解液的长期稳定性。

3. 增强循环稳定性：优化的SEI层结构显著提升了电池的循环寿命，在5C高倍率下仍能保持166mAh/g的容量。

更值得一提的是，这种性能提升不仅在实验室规模的电池中得到验证，还在软包电池中展现了良好的应用前景，表明该技术具有很强的实用价值。

从理论角度来看，电解质的润湿性对电池性能的影响不容忽视。正如相关研究指出，电解质与电极材料之间的接触情况（即润湿性）决定了界面相互作用的程度，进而影响电化学性能。超润湿电解质能够更好地覆盖电极表面，形成连续的离子传输通道，减少界面阻抗，从而提升电池的整体性能。

中国科学院兰州化学物理研究所的研究进一步印证了界面工程在电池领域的关键作用。通过调控隔膜表界面性能，可以显著提升电池的电化学性能，同时解决电解液泄露和易燃等安全隐患。这表明，从电解质到隔膜的全方位界面优化，将是未来高性能电池研发的重要方向。

万佳雨教授团队的超润湿电解质工程策略为解决快充电池的关键问题提供了新的解决方案。随着这一技术的进一步优化和商业化应用，我们有望看到更安全、更高效的快充电池在电动汽车和便携式电子设备中的普及，这将对推动绿色能源革命产生深远影响。