快充高能量电池对交通电气化至关重要，但由于电池过电势的快速上升容易超出电解质的固定电化学稳定窗口，这一目标仍具挑战性。
在此，马里兰大学王春生团队设计了一种自适应性电解质，其电化学稳定窗口能在充电过程中动态扩展，增速超过因电流增强而升高的过电势。该电解质由盐与互补的抗氧化/抗还原溶剂在浊点组成下形成的均相溶液构成，充电时可通过溶剂分离动态重分布组分——抗氧化溶剂富集于正极侧，抗还原溶剂聚集于负极侧，从而实时拓宽稳定性窗口。概念验证实验在锌金属水系电池和锂金属非水系电池中均证实了该设计的普适性，实现了负极高库仑效率和正极增强的氧化稳定性。
图1. 自适应电解质设计原理
总之，该工作开发了一种电化学稳定窗口能随充电过程动态扩展的自适应性电解质。该设计基于三元体系的溶剂析出效应：电解质在静置时保持浊点下的均相状态，而充电诱导的盐浓度梯度会触发相分离，使抗还原溶剂富集于负极、抗氧化溶剂富集于正极，从而以电流依赖的方式拓宽稳定性窗口。在锌金属水系和锂金属有机系电池中的实验证明，该策略可在不牺牲能量密度的前提下实现快充。通过将相化学融入电解质设计，本方法超越了传统分子层面策略，为下一代电解质建立了普适性框架。
图2. 自适应电解液工程在锂金属电池中的普适性
Self-adaptive electrolytes for fast-charging batteries, Nature Energy 2025 DOI: 10.1038/s41560-025-01801-0
王春生教授目前为美国马里兰大学 R.F & F. R. Wright杰出讲座教授，马里兰大学-美国陆军实验室极端电池联合研究中心（CREB）的创始人，同时任马里兰大学一方的中心主任。AquaLith Advanced Materials公司的联合创始人。在Science, Nature, Nature Energy, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Nature Chemistry, Joule等顶级期刊发表SCI论文300余篇，文章他引50000余次，H-index为124。