當前，隨著新能源汽車的普及，對鋰離子電池的需求也正在激增，但鋰電池的充電速度、工作溫度、安全性能依舊是制約電動汽車進一步發展的瓶頸。

據了解，浙江大學材料科學與工程學院范修林研究員團隊開發並驗証了一套新型極端電解液設計原則，打破了傳統的鋰離子傳輸模式，並為具備特殊物化性質的電解液開辟了一條全新的研究途徑。

基於此理念，團隊設計出一款新型電解液，不僅能夠支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區內進行可逆地充放電，還可以使得高能量密度鋰離子電池在10分鐘內完成快速充放電。

研究中的鋰離子軟包電池。浙江大學材料科學與工程學院供圖

“鋰電池要實現快充，意味著在整個體系中鋰離子都要實現快速遷移。”浙江大學材料科學與工程學院研究員范修林介紹，在鋰離子電池中要實現快充的突破，電解液的特性至關重要，為此，范修林團隊開展了4年的研究。

在實驗中，浙大科研人員提出並驗証了一種“配體通道促進傳輸”機制，建立了離子在電解液和固態電解質中傳輸的統一框架，最終確定了電解液的最佳配方。

相關測試數據表明，浙大提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導率是商用電解液的4倍﹔在-70℃時高於商用電解液3個數量級以上，相當於在同等條件下，浙江大學設計的鋰離子電池，能夠實現充電10分鐘，達到8成充電量，並在低溫也能展現出良好的性能。

“當前電池成本還比較高，可以率先在極地科考、空間探測、海底勘探等極端溫度情況中應用。”范修林介紹，隨著電解液技術的不斷攻關迭代，新型鋰離子電池裝配到新能源汽車的可能性極高，團隊已與相關企業開展緊密合作。

據悉，電解液設計原則不僅對極端工況下鋰電池有效，對鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效，這也將讓科研成果聚焦國民經濟主戰場，更好服務“雙碳”目標，推動能源綠色低碳發展。

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