黑磷快充电池实现稳定充放电

中化新网讯 近日，中国科学院电工研究所马衍伟团队创新性提出晶格磷‑氮（P‑N）键工程化策略，突破黑磷负极材料因导电性差、反应动力学迟缓、充放电过程体积膨胀剧烈等固有缺陷导致的电池快充性能快速衰减的技术瓶颈，实现黑磷负极材料在超高倍率下的稳定充放电。

研究团队从原子尺度出发，在黑磷负极晶格中精准构筑P-N键，利用其对相邻磷-磷（P-P）键共价性的削弱作用，在锂化过程中诱导局部键断裂，活化P-P键，从而加速电荷传输，提升了转化反应的动力学性能。基于上述突破，团队成功制备出以黑磷为负极、磷酸铁锂为正极的软包电池，其能量密度达282瓦时/千克。该电池在高倍率充电条件下，仅需10分钟即可充入理论容量的80%，且历经数千次充放电循环后仍可稳定运行。

据介绍，随着新能源汽车与大规模储能系统对超快充、高容量电池的需求日益迫切，传统石墨负极材料的电池性能已逼近理论极限；而黑磷具有极高的储锂容量，有望实现负极材料应用。