【锂电】Angew：解开锂离子电池极速充电的电荷转移限制

高能锂离子电池的超快速充电(XFC)是电气化运输的关键推动因素。虽然以前的研究主要集中在改善锂离子在电极和电解质中的传质，但电极-电解质界面电荷转移的局限性仍未得到充分探索。

清华大学张强教授等揭示了电荷转移动力学如何决定锂离子电池的快速充电能力。

本文要点：

（1）在XFC过程中，作者发现锂离子通过阴极-电解质界面的转移是限速的，但是必须同时降低阴极和阳极的电荷转移能垒以防止镀锂，这可以通过调节锂盐和溶剂的类型来实现。这种反常现象引发了对阴极和阳极电荷转移动力学如何决定LIBs的XFC性能的系统研究。

（2）基于这些见解，作者设计了一种电解质，尽管其电导率比商用电解质低40%,但仍能提高高能软包和圆柱形电池的快速充电能力。通过解锁电荷转移限制，我们发现184 Wh kg^-1软包电池实现了稳定的XFC (10分钟充电至80%)，这在其他情况下是无法实现的，而245 Wh kg^-1 21700电池的寿命在快速充电期间是五倍(25分钟充电至80%)，优于商业技术。

参考文献:

Yao, Y., Chen, X., Yao, N., Gao, J., Xu, G., Ding, J., Song, C., Cai, W., Yan, C. and Zhang, Q. (2022), Unlocking Charge Transfer Limitations for Extreme Fast Charging of Li-Ion Batteries. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.

DOI: 10.1002/anie.202214828

https://doi.org/10.1002/anie.202214828