The underlying magic science of solvent-solvent interactions in electrolytes of lithium batteries
Abstract
在全球能源结构向清洁化、低碳化加速转型的时代背景下，锂电池凭借其高能量密度与长循环寿命的核 心优势，已成为支撑国家能源战略与产业竞争力的关键枢纽 [1] 。然而，随着电动汽车渗透率持续提高以及低 空经济的蓬勃发展，补能效率已成为制约锂电池作为可靠能源供给的核心瓶颈 [2] 。补能效率包括两个方面： 充电时间与充电频率(运行多久充一次电) 。这两部分分别对应着锂电池的两个关键指标：快充能力与能量 密度。其中，能量密度又与电池输出电压有着直接的联系。因此，开发出高压快充锂电池对于推动交通电动 化和低空革命具有里程碑的意义。 电解液被称为锂电池的"血液" ，它直接决定了锂电池能否实现高压快充。其中，溶剂是电解液的核心 成分，担负着多重关键任务：溶解锂盐、构建离子传输的微观环境、在电极表面参与形成保护膜。这些功能 共同决定了电池的性能与寿命 [3] 。要让电池在高压下稳定快充，理想的电解液溶剂必须同时满足几个苛刻的 条件：它需要抗氧化能力强，以耐受高电压 [4] ；同时要与负极兼容性好，能形成优良的保护膜；其溶解锂盐 的能力(极性)也要适中。这里存在一个核心矛盾 [5] ：极性太强虽能提高导电性，但也会把锂离子"包裹" 得太紧，导致其在充电时难以快速脱离、嵌入电极(即"去溶剂化能垒"过高) ，这正是限制充电速度的关 键瓶颈。遗憾的是，单一溶剂无法同时满足所有这些要求。抗氧化能力和与负极的兼容性往往此消彼长，且 很难在不改变溶解能力的情况下有效调节 [6]
Fields of Study & Subjects
Advancements in Battery Materials
Advanced Battery Materials and Technologies
Advanced Battery Technologies Research
Publication details
- Journal / source
- Chinese Science Bulletin (Chinese Version)
- Volume
- 71
- Issue
- 13
- Pages
- 2791–2793
- Publication date
- 5 February 2026
- Language
- EN