远程快速充电电动汽车：新电池以 1,747.6 瓦/千克的功率在 15 分钟内充满电

与为大多数现代电子产品提供动力的传统锂离子电池相比，锂金属电池有望储存更多的能量，并能在更恶劣的环境中工作。然而，由于电子和离子在电池结构组件与电解质之间的边界移动缓慢、效率低下（这一过程被称为电荷转移），阻碍了锂金属电池商业潜力的充分发挥。当电荷转移缓慢时，就会引发不必要的化学反应，形成树枝状突起--这种危险的针状金属突起会破坏电池性能，甚至会在超快速充电时突然起火或爆炸。

为了克服这一主要限制，主要来自中国科学技术大学的研究团队在分子水平上重新设计了电池的电解质。研究小组在《自然-能源》杂志上详细介绍了他们发现的一种通过重组电解液溶剂分子来加速电荷转移的方法。

研究人员没有采用标准配置，而是将分子排列成扁平、高度有序的通路，他们称之为平面对齐电子通道。这种独特的结构设计在移动的电子和锂离子之间形成了更牢固、更有效的结合。通过简化这种连接，新设计的通道大大加快了底层化学反应的速度，消除了产生危险树枝状结构的缓慢条件。

研究小组在实际工业规模的锂金属电池电池中测试了他们的工程电解质，结果非常成功。平坦的电子通道使电池在充电功率密度为 1,747.6 W/kg 时，能在 15 分钟内稳定、安全地达到 100%。

这项研究为克服目前阻碍下一代高容量电池进入消费市场的极端电化学障碍提供了可靠的蓝图。如果这项技术实现商业化，我们就能看到续航里程更长、充电速度更快的电动汽车。