综述：下一代先进电池系统的电解质：材料、性能与应用

本综述系统探讨了电解质在锂离子（Li-ion）、钠离子（Na-ion）、固态（SSBs）等新型电池中的关键作用，聚焦离子电导率、电化学稳定性及安全性等核心性能，全面评述了液态、固态、凝胶及离子液体（ILs）、低共熔溶剂（DES）等新兴电解质体系的优势与挑战，为高能量密度、高安全性储能技术发展提供前瞻性指导。

　　

电解质在电池中的角色与功能

作为离子传输介质，电解质直接决定电池的循环寿命、功率输出和安全性。理想的电解质需兼具高离子电导率（如Li⁺传导率达10^?3 S/cm以上）、宽电化学窗口（>4.5 V vs. Li⁺/Li）及与电极材料的化学兼容性。液态电解质虽具有优异离子迁移率，但易挥发易燃；固态电解质（如LLZO陶瓷）虽安全性高，却面临界面阻抗大等挑战。

电解质分类与特性

液态电解质：以LiPF₆/有机碳酸酯体系为主，但高压下易分解。固态电解质分为聚合物（如PEO基）和无机陶瓷（如Li₇La₃Zr₂O₁₂），后者室温电导率可达10^?4 S/cm。凝胶电解质结合液态高传导与固态安全性，但机械强度不足。新兴体系如离子液体（ILs）热稳定性优异，而水-in-盐电解质拓宽了水系电池电压窗口。

电化学挑战与解决方案

高电压下电解质分解（如>4.2 V时LiPF₆产HF）可通过氟代溶剂或添加剂缓解。多价态电池（如Mg²⁺、Al³⁺）需解决离子迁移能垒高的问题，而锂硫（Li-S）电池的多硫化物穿梭效应可通过醚类电解质优化抑制。

高电压与宽温域稳定性

开发耐高压电解质需调控溶剂化结构（如引入氟代碳酸酯）。极端温度下，固态电解质晶界电阻激增的问题可通过掺杂（如Ta⁵⁺取代LLZO中的Zr⁴⁺）改善，而低温性能提升依赖于降低玻璃化转变温度（如PEO基电解质添加纳米SiO₂）。

结论与展望

下一代电解质需平衡离子传导、界面稳定与成本，未来研究将聚焦仿生界面设计、机器学习辅助材料筛选及绿色溶剂开发，推动储能技术向高能量密度、本质安全方向演进。