中利网 14.7分钟充至90%：重新设计电解液让新型电动汽车电池充电更快

这种电解液可防止电极在快充过程中变干。

锂离子在充电电池内部并不是单独移动的。它们会携带溶剂分子一起运动，而这种运动可能导致电极缺少所需的液体。马里兰大学的研究人员如今重新设计了一种电解液，以解决这一被忽视的快充障碍。团队在4安时软包电池中测试了这种化学体系，12.8分钟达到80%电量，14.7分钟达到90%电量。这项研究通过改变电池化学体系，为缩短电动汽车充电停留时间提供了一条路径。

这项工作由杰出大学教授Chunsheng Wang实验室的研究员Chang-Xin Zhao领导，旨在解决一个实际挑战：让充电时间更接近司机加满汽油所需的几分钟。研究人员现在的目标是进一步缩短等待时间，降至约10分钟。

充电中隐藏的阻力

充电过程中，锂离子通过电解液从电池正极移动到负极。沿途，它们会带上溶剂分子，并把这些溶剂分子拉向同一方向。

在较慢的充电速度下，溶剂可以回流到多孔正极中，补充已经移走的溶剂。然而，当充电加速时，这种回流难以跟上。电极开始变干，充电速度明显下降。

这种现象被称为电渗拖曳，研究燃料电池的研究人员早已熟悉。直到这项由马里兰大学牵头的研究之前，它在锂离子电池中的作用一直被忽视。

此前实现更快充电的方法主要集中在改变电极结构上。但这些改变可能降低电池储存的能量，形成团队希望避免的权衡。

改变溶剂的行为方式

研究人员在电解液的溶剂分子中加入了含氟化学基团。这削弱了溶剂与锂离子之间的吸引力，同时帮助溶剂更容易回流到正极中。

这一改变降低了电极在快速充电过程中变干的可能性。

在软包电池中的测试实现了在美国能源部设定的15分钟以内目标内充至80%电量。

该电池也在这一时间窗口内达到了90%电量，不过研究人员指出，在不损害其他性能方面的情况下快速充满仍然困难。

所展示的结果来自小型软包电池，而非完整的电动汽车电池包。这些结果为重新设计的电解液建立了实验室结果，但仍需要进一步开发。