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新一代超快充動(dòng)力電池研究迎來新進(jìn)展。記者23日從中國(guó)科學(xué)院電工研究所獲悉，該所馬衍偉、王凱研究員團(tuán)隊(duì)在黑磷快充電池關(guān)鍵技術(shù)上取得重要突破，成功破解黑磷負(fù)極材料在充放電過程中體積膨脹劇烈、導(dǎo)電性差等技術(shù)難題。

當(dāng)下，新能源汽車、大型儲(chǔ)能項(xiàng)目都急需充電更快、容量更高的電池，但傳統(tǒng)石墨電池的負(fù)極性能已經(jīng)接近天花板，很難再有大幅提升。黑磷材料儲(chǔ)鋰能力遠(yuǎn)超石墨，是理想的下一代負(fù)極材料。然而，該材料一直存在導(dǎo)電差、充放電體積膨脹大、快充容易衰減報(bào)廢等致命缺陷，一直無法實(shí)際應(yīng)用。

為解決這些問題，科研團(tuán)隊(duì)從原子層面入手，創(chuàng)新性地在黑磷晶體內(nèi)部精確構(gòu)建了一種特殊的磷—氮化學(xué)鍵。這種方法相當(dāng)于在材料內(nèi)部預(yù)先“埋設(shè)”了微觀開關(guān)，充電時(shí)能主動(dòng)激活原本惰性的磷—磷鍵，大幅加快鋰離子的傳輸速度，有效抑制了體積膨脹帶來的破壞，讓黑磷負(fù)極能在超高速度充電時(shí)穩(wěn)定工作。

更重要的是，基于這項(xiàng)新技術(shù)，科研團(tuán)隊(duì)成功制作出黑磷負(fù)極、磷酸鐵鋰正極的軟包電池原型。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該電池能量密度達(dá)到282瓦時(shí)/千克；快充性能極強(qiáng)，10分鐘就能充進(jìn)80%的電量；而且循環(huán)穩(wěn)定性出色，經(jīng)過數(shù)千次充放電循環(huán)，性能依舊穩(wěn)定。

王凱表示，這項(xiàng)技術(shù)為下一代高能量、高功率儲(chǔ)能電池開辟全新路線，將有力推動(dòng)我國(guó)新能源汽車、電網(wǎng)儲(chǔ)能、特種儲(chǔ)能裝備技術(shù)升級(jí)，大幅提升我國(guó)在全球先進(jìn)儲(chǔ)能領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

（中國(guó)科學(xué)院電工研究所供圖）