从智高东说念主机到电动汽车，绝大无数电子开辟都依赖传统的锂离子电板（LIBs）供电 。历程数十年的技能迭代，锂离子电板的安全性、轮回寿命已趋于老到，成为当下主流的储能决议，但其能量密度已迟缓迫临物理极限，且在极点环境动手及超快充电场景下，锂离子电板仍濒临充电速率慢、性能衰减快、安全隐患隆起等诸多挑战。

为了冲破这一瓶颈，科学家将眼力投向了锂金属电板（LMBs）。算作下一代高能量密度电板的中枢候选技能，锂金属电板的表面能量密度可达 500 Wh/kg 以上，远超传统锂离子电板，一朝杀青实用化，有望让电动汽车续航里程翻倍、便携式开辟充电频率大幅镌汰。

但历久以来，锂金属电板历久被快充难题紧紧困住，无法走向鸿沟化欺诈：快充时，电板里面跨界面的电荷改变速率无法跟上充电节律，进而激勉两浩劫题。

其一，锂金属负极名义会长出锂枝晶（像树枝一样的锂单质），还会产生 “死锂”（没用的锂），不仅让电板容量快速下跌，还可能戳穿隔阂激勉短路、动怒，特等危急；其二，慢的电荷传输会激勉各式副反馈，让电板的轮回寿命大打扣头。

近日，来自中国科学技能大学任晓迪团队、好意思国 SES AI 公司许康团队在 Nature Energy 上发表物化，他们通过再行筹画电解液里的溶剂分子，让锂离子周围的电子排成整皆的通说念，大幅加快了锂金属电板的充电速率，最终在真确工业级的大软包电板（2Ah 容量）上杀青了 15 分钟充满电，况且还能比较褂讪地轮回。

SES AI 是公共锂金属电板领域的知名玩家，曾与通用、当代、丰田等车企和洽。许康是锂电板电解液领域的国外顶级民众，尤其在高电压/高能量密度电解液、锂金属负极界面调控、固体电解质界面酿成机制等方面有极高的影响力。

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要处理上述问题，必须长远电化学反馈的微不雅畛域。斟酌东说念主员从扫数反馈的限速方法，也即是跨界面的电荷改变动手。

在传统的电解液体系中，锂离子并非并立行进，而是被溶剂分子紧紧包裹着，酿成溶剂化鞘层。传统的醚类电解液固然对锂金属具有较好的褂讪性，但在超快充电下却发达得十分笨拙。这是因为在微不雅电子结构层面，传统溶剂分子与锂离子的耦合通常呈现出杂沓的、空间错位的散布。

当电子试图通过这些错位的轨说念流向锂离子时，会际遇极大的阻力，导致电荷改变效力极其低下。这种迟缓的能源学会激勉一系列四百四病：界面电荷堆积、不均匀的千里积边幅，以及在锂名义酿成的脆弱、易碎的固体电解质界面膜（SEI）。在快充的压力下，这些 SEI 膜会因为体积膨大而破损，进一步加快电解液的耗尽和枝晶的豪恣滋长。

这次斟酌的中枢冲破，在于团队跳出了微调电解液浓度、添加赞成添加剂的传统斟酌框架，遴荐从分子层面再行筹画电解液的溶剂分子结构。

他们筹画并合成了一种名为 MTP 的新式醚类溶剂分子。这种分子的冲破性翻新点在于其特有的六元螯合环结构。比较于传统的五元环结构，米兰体育官网MTP 分子能联接锂离子与溶剂分子中的孤对电子酿成一种极端的平面配位结构，斟酌团队将其定名为 PAEC（平面枚举电子通说念），止境于给电荷和锂离子铺了条“专属高速路”，改变了传统电解液中电荷传输黄钟毁弃的景况。

PAEC 结构对电荷传输的优化作用，主要体当今两个关节方面：一方面，它让溶剂分子的电子云与锂离子的空轨说念在空间上杀青高度重迭，让电子大致快速、顺畅地从电极流向锂离子，电荷改变效力呈几何级数进步；另一方面，电子传递效力的大幅进步，使得锂离子在宣战锂金属负极的刹那间，就能快速获取电子并规复为金属锂，大大镌汰了界面处的反馈能垒（即电荷改变需要克服的能量阻挠），从根底上处理了电荷堆积的问题。

通过多种先进表征技能，斟酌团队进一步考据了 PAEC 结构的作用机制：这种整皆的电子通说念大致显耀扼制局部电荷过度网络，联接锂离子在锂金属负极名义以紧密、均匀的样式平铺滋长，而非杂沓滋长酿成锂枝晶，从源泉上窒碍了锂枝晶的萌生和“死锂”的产生，同期保护 SEI 膜的好意思满性，减少副反馈的发生。

斟酌东说念主员在工业级 2Ah 锂金属软包电板上进行测试，该电板接受镍钴锰 NMC811 正极，是手机/电动车常用的电芯规格。

实测数据表现，这款搭载 PAEC 电解液的工业级软包电板，在 4C 超高倍率下，该电板大致在 15 分钟内杀青 100% 充满；其充电功率密度达到了 1747.6 W/kg，这一数值在目下公共已报说念的锂金属电板斟酌中，处于行业天花板水平，十足满足手机、电动汽车等开辟对快充功率的本色需求。

更困难的是，该电板在快充景况下大致保合手褂讪轮回：在 2C、3C、4C 等不同快充倍率下，电板轮回超过 100 次后，容量保合手率仍保管在较高水平，莫得出现明显的衰减，处理了传统锂金属电板快充与长命命不行兼得的痛点。

同期，轮回测试后，斟酌东说念主员通过表征发现，电板里面的锂金属负极名义还是平整，莫得出现明显的锂枝晶滋长和“死锂”堆积，SEI 膜保合手好意思满，进一步阐述注解了 PAEC 结构大致历久褂讪地保护电板里面结构，保险电板的安全和寿命。

更特兴趣兴趣的是，这种 PAEC 结构的普适性也得到了考据。斟酌表现，该筹画相通能加快钠离子的界面电荷改变，并能欺诈于硅基等合金负极体系，这为改日更平庸的电化学系统筹画提供了通用的战术。

改日，基于这一念念路，科学家有望筹画出更多高性能电解液，鼓吹锂金属电板、钠离子电板等多种新式储能器件的技能升级，加快下一代高能量密度、超快充电电板的产业化程度。

1.Ruan， D.， Chen， S.， Guo， J. et al. Molecularly aligned electron channels for ultrafast-charging practical lithium-metal batteries. Nat Energy (2026). https://doi.org/10.1038/s41560-025-01961-z

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