目前来说，锂离子电池凭借其高能量密度、长寿命、无记忆效应和低自放电率等优势，仍然是大多数电子应用的首选，但不可否认的是，锂离子电池在充电速度、工作温度、安全性等方面的劣势，已经渐渐开始难以满足以新能源汽车为首的新的发展需求。
近期，浙江大学的研究团队开发并验证了一套新型极端电解液设计原则，并基于此理念，设计出了一款新型电解液，不仅能够支持高比能锂离子电池在-70℃到60℃的超宽温区内进行可逆地充放电，还可以使得高能量密度锂离子电池在10分钟内完成快速充放电。
研究中的锂离子软包电池
锂电池要实现快充，意味着在整个体系中锂离子都要实现快速的迁移。目前认为，锂离子在电解液及电解液-电极界面膜中的迁移为整个过程中的速度控制步骤。而界面膜又是电解液原位生成的，与电解液的性质密切相关，所以想要在锂离子电池中实现快充的突破，电解液的特性至关重要。
但对于已有研究来说，因为电解液的高离子电导率需要溶剂具备高锂离子溶剂化能，而生成无机的电解液-电极界面膜需要电解液溶剂具有低锂离子溶剂化能，所以目前的电解液不可能同时实现高离子电导率和阴离子衍生的电解液-电极界面膜。
为此，研究团队建立了一套溶剂筛选原则，从几万种可能的溶剂中，筛选出了多种适用于宽温域内快速锂离子动力学的潜在溶剂，并将其制作成电解液并应用于锂电池。经过反复的实验验证，研究人员提出并验证了一种“配体通道促进传输”机制，建立了离子在电解液和固态电解质中传输的统一框架，最终确定了电解液的最佳配方。
电解液中离子传输行为
相关测试数据表明，该研究团队提出的新型电解液在25℃室温下的离子电导率是商用电解液的4倍，在-70℃时也要高于商用电解液3个数量级以上。并且在同等条件下，新设计的锂离子电池展现出了超快的离子传输行为，能够实现充电10分钟，充到八成充电量。
据悉，该极端电解液设计原则，打破了传统的锂离子传输模式，并为具备特殊物化性质的电解液开辟了一条全新的研究途径。虽然当前该电池的成本还比较高，更加适合应用于极地科考、空间探测、海底勘探等极端温度情况，但是随着电解液技术的不断攻关迭代，新型锂离子电池未来将可能在新能源汽车等民用领域普及。
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