为支持电动汽车转型、减少温室气体排放，工程师致力于开发储能多、安全且续航长的电池，但高能电池常面临充电时间长的问题，快速充电与高能量密度间的权衡成为电池技术长期挑战。近日，马里兰大学研究人员推出新型电解质，有望解决这一难题。

该研究成果发表于《自然能源》杂志，论文介绍了一种电化学稳定窗口会在电池充电时动态扩展的新型电解质，有望用于开发成分多样、可快速充电的高能电池。论文第一作者赵长新表示，研究旨在解决快速充电和高能量密度难以兼顾的问题。在快速充电时，电极电位可能超过电解质电化学稳定窗口，引发不良副反应，若电解质能动态响应充电过程、实时扩展稳定电位窗口，或可克服这一限制。

新电解质设计灵感源于“盐析”效应，此效应源于相平衡理论，是向溶液加盐使某些成分溶解度降低的相分离现象。赵长新解释，电池充电过程本身会在电解质中产生盐浓度梯度，为“盐析”效应发生提供条件，基于此开发的电解质系统可利用浓度驱动的相行为，在运行中自适应扩展稳定窗口。

这种自适应电解质有两个显著特征。一是三元组成及相关“盐析”行为，每种电解质由两种溶剂和一种盐组成，成分经精心挑选以产生盐析效应，盐浓度变化引发相分离，扩大电池快速充电时的电化学稳定性窗口。二是根据浊点配制，配方精确到相分离开始前的关键成分浊点，使系统对充电浓度梯度高度敏感，能通过局部相分离自适应响应，实时扩展电化学稳定窗口。

研究人员已在水性锌金属电池和非水性锂金属电池中测试该电解质，取得显著库仑效率和更高稳定性。赵长新称，传统电解质开发多聚焦分子水平修改，而此次研究利用相平衡原理，采取更宏观方法，考虑整个电解质系统在动态条件下的行为，证明了设计自适应电解质的可行性。

研究人员希望论文能为新研究方向铺路，利用相平衡理论克服电池技术进步的常见挑战。未来，该方法可用于设计其他有前景的自适应电解质，他们也计划利用该策略识别并测试其他有前景的电解质，将其集成到不同类型电池中。研究人员王还表示，未来工作将集中于自适应电解质中界面过程的操作表征，将策略扩展到凝胶状系统，并在实际充电协议下扩大软包电池验证配方。

更多信息：Chang-Xin Zhao 等，用于快速充电电池的自适应电解质，《自然能源》 (2025)