阿德莱德大学的研究人员提出了一种全新的电池快充策略,有望显著缩短电动汽车的充电时间。
由该校化学工程学院 ARC 工业杰出研究员乔世章教授领衔的团队,利用界面阴离子还原催化技术制备了软包电池单元,在不到六分钟的时间内实现了超过 85% 的充电,同时保持约 240.4 瓦时/千克(Wh/kg) 的能量密度。
乔教授指出,快速充电能力是推动电动汽车大规模普及的关键因素之一。目前一些高容量电池体系(如硅基和锂基电池)虽然具备较快的充电速度,但往往面临容量快速衰减的问题。
“现有高容量电池在快速充电时会产生更多热量,这不仅加速电池退化,还可能带来安全隐患,”乔教授表示。“到现在为止,要在十分钟内实现超过 90% 的充电,同时又不牺牲能量密度和循环寿命,一直是一个极具挑战性的目标。”
在这项研究中,乔教授团队与伦敦帝国学院的研究人员合作,系统评估了采用界面阴离子还原催化技术的电池单元性能。相关成果已发表在期刊《自然能源》(Nature Energy)上。
乔教授解释,这一策略的核心在于对电极界面的精准调控:
“电极表面的催化位点会吸引阴离子聚集到电池界面,促进形成坚固的无机保护层。这一保护层对实现快速充电和保持长期稳定性都至关重要。”
与传统通过整体电解液配方来调控电池行为的做法不同,这种界面阴离子还原催化方法主要作用于界面反应,不显著改变电解液主体性质,从而在不牺牲离子导电性的前提下,实现更高倍率的充电。
在循环寿命方面,测试电池也展现出令人关注的表现:
“我们的测试电池在 500 次六分钟快充循环后,容量仍能保持在约 76% 左右,”乔教授介绍。“在十分钟充电条件下,这些电池同样表现出非常优异的稳定性。”
研究团队认为,这一成果为开发兼具高能量密度、长寿命和超快充电能力的锂离子电池提供了新的技术路径。
“这项发现有望推动电动汽车实现‘几分钟内完成充电’,而无需在电池寿命或能量密度上做出重大妥协。”
接下来,团队将把工作重点转向技术放大与实际工况验证,包括在更大规模电池和更接近真实使用场景的条件下,评估该技术的长期性能和可靠性。

