本报讯（全媒体记者韩如意）近日，中国科学技术大学任晓迪教授团队在高性能锂金属电池领域取得重大突破。该团队通过创新分子工程策略，成功研发出一种新型电解液溶剂，首次在国际上实现了能量密度达400Wh/kg的工业级锂金属软包电池在4C倍率下的超快充放电稳定运行，充电时间缩短至15分钟以内。这一里程碑式进展为下一代高能量密度、极速充电电池的商业化应用扫清了关键障碍。
　　锂金属负极被誉为高能量密度电池的“圣杯”，但其在快充过程中极易产生锂枝晶，导致电池短路乃至失效，这一世界性难题长期制约其实际应用。传统电解液优化思路难以满足极端快充工况下的需求。
　　面对挑战，任晓迪教授团队独辟蹊径，将研究重点从传统的由离子脱溶剂化和固态电解质界相主导，转向了基于溶剂化结构空间电子分布的电解液设计新策略。他们通过精密的理论计算与分子设计，创制了一种名为“1-甲氧基-3-(3-甲氧基丙氧基)丙烷”（MTP）的新型醚类溶剂。
　　研究发现，MTP分子与锂离子配位时，其孤对电子轨道能形成独特的“共平面对齐”空间构型。这种前所未有的分子排列，如同为电荷转移搭建了一条“高速公路”，极大增强了界面处电子向锂离子的转移效率，实现了离子传导与电子转移动力学的协同加速。在高速沉积下，锂离子能够均匀、平整地沉积，有效抑制了枝晶生长。
　　在实际应用验证中，该成果展现出卓越的性能。在超低电解液用量的严苛工况下（0.80gAh-1），使用MTP电解液的工业级2AhLi||NMC811软包电池实现了4C（〈15分钟充电100%）的超快充电，而未发生电池短路现象。此外，400Whkg-1级的锂金属软包电池在4C超快充放电条件下，仍能展现出〉80%的可逆容量和〉100次循环周期，充电功率密度高达1747.6 W kg-1。
　　该研究不仅提供了一种具体的高性能电解液解决方案，更开创了从“溶剂化空间电子结构”这一全新视角设计快充电解液的分子工程学新思路，对推动整个高比能电池领域的发展具有重要指导意义。