人民財訊4月23日電，鋰電池（884309）技術再獲突破。
隨著新能源汽車（885431）與大規(guī)模儲能（885921）系統(tǒng)對超快充、高容量電池的需求日益迫切，傳統(tǒng)石墨負極材料的電池性能已逼近理論極限。
黑磷作為負極材料具有極高的儲鋰容量，卻因?qū)щ娦圆?、反應動力學遲緩、充放電過程體積膨脹劇烈等固有缺陷，導致電池快充性能快速衰減。
近日，中國科學院電工研究所馬衍偉團隊成功突破這一技術瓶頸，創(chuàng)新性提出晶格磷氮(P N)鍵工程化策略，實現(xiàn)了黑磷負極材料在超高倍率下的穩(wěn)定充放電，對推動BP基快充電池的實際應用具有重要意義。
基于上述突破，團隊成功制備出以黑磷為負極、磷酸鐵鋰為正極的軟包電池，其能量密度達282瓦時／千克。該電池在高倍率充電條件下，僅需10分鐘即可充入理論容量的80%，且歷經(jīng)數(shù)千次充放電循環(huán)后仍可穩(wěn)定運行。
研究發(fā)現(xiàn)，黑磷作為新型二維半導體材料（884091），在鋰離子電池和鈉電池負極等新能源（850101）材料、抗癌藥物等醫(yī)藥材料、用于電子的半導體材料（884091）、高效納米阻燃劑、氫能等新能源（850101）催化劑、傳感及光電探測等尖端領域體現(xiàn)出了巨大的潛在應用價值，在部分領域很可能導致革命性的變革。
其中，電池負極材料是黑磷產(chǎn)品重要的下游應用開拓領域。通過將黑磷與石墨等材料按優(yōu)化比例進行機械球磨復合，可制備高性能磷碳負極材料。黑磷的理論比容量是石墨的7倍，以磷碳作為負極材料，可顯著提升電池的能量密度；同時黑磷材料特殊的層狀結構和高電子電導率，可提高充電速率。
