人民財(cái)訊4月23日電，鋰電池（884309）技術(shù)再獲突破。
隨著新能源汽車（885431）與大規(guī)模儲(chǔ)能（885921）系統(tǒng)對(duì)超快充、高容量電池的需求日益迫切，傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料的電池性能已逼近理論極限。
黑磷作為負(fù)極材料具有極高的儲(chǔ)鋰容量，卻因?qū)щ娦圆?、反?yīng)動(dòng)力學(xué)遲緩、充放電過程體積膨脹劇烈等固有缺陷，導(dǎo)致電池快充性能快速衰減。
近日，中國科學(xué)院電工研究所馬衍偉團(tuán)隊(duì)成功突破這一技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新性提出晶格磷氮(P N)鍵工程化策略，實(shí)現(xiàn)了黑磷負(fù)極材料在超高倍率下的穩(wěn)定充放電，對(duì)推動(dòng)BP基快充電池的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。
基于上述突破，團(tuán)隊(duì)成功制備出以黑磷為負(fù)極、磷酸鐵鋰為正極的軟包電池，其能量密度達(dá)282瓦時(shí)／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(yùn)行。
研究發(fā)現(xiàn)，黑磷作為新型二維半導(dǎo)體材料（884091），在鋰離子電池和鈉電池負(fù)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(dǎo)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(cè)等尖端領(lǐng)域體現(xiàn)出了巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，在部分領(lǐng)域很可能導(dǎo)致革命性的變革。
其中，電池負(fù)極材料是黑磷產(chǎn)品重要的下游應(yīng)用開拓領(lǐng)域。通過將黑磷與石墨等材料按優(yōu)化比例進(jìn)行機(jī)械球磨復(fù)合，可制備高性能磷碳負(fù)極材料。黑磷的理論比容量是石墨的7倍，以磷碳作為負(fù)極材料，可顯著提升電池的能量密度；同時(shí)黑磷材料特殊的層狀結(jié)構(gòu)和高電子電導(dǎo)率，可提高充電速率。
