中美科学家研制出可快速充电的锂离子电池材料

黑磷是白磷的同素异形体，分外的层状构造授予它很强的离子传导能力和理论上很高的电荷容量，是极具潜力的“快充”电极材料。

然而，黑磷随意马虎从层状构造的边缘开始发生构造毁坏，实测性能远低于理论预期。
近期，季恒星团队采取“界面工程”策略将黑磷和石墨通过磷碳共价键连接在一起，在稳定材料构造的同时，提升了黑磷石墨复合股料内部对锂离子的传导能力。

但是，电极材料在事情过程中会被电解液分解的化学物质所包裹，部分物质阻碍锂离子进入电极材料，犹如玻璃表面的灰尘阻碍光芒穿透。
联合研究团队用轻薄的聚合物凝胶做成防尘外衣，“穿”在黑磷石墨复合股料的表面，使锂离子可以顺利进入。

“我们采取常规的工艺路线和技能参数，将黑磷复合股料做成电极片。
实验室丈量结果表明，电极片充电9分钟即可规复约80%的电量，2000次循环后仍可保持90%的电荷容量。
”中科院化学所研究员辛森先容，如果能够实现这款材料的大规模生产，找到匹配的正极材料及其他赞助材料，并针对电芯构造、热管理和析锂防护等进行优化设计，将有望得到能量密度达每千克350瓦时并具备快速充电能力的锂离子电池。

据理解，具备每千克350瓦时能量密度的锂离子电池，能使电动汽车的行驶里程靠近1000公里。
结合快速充电能力，将使电动汽车的用户体验大幅提升。

“我们希望能创造一款既能在综合性能指标方面给行业以期待，又能适应工业化电池生产流程的电极材料。
”季恒星教授说，他的团队将进一步深入认识这款新材料的微不雅观构造、理化性子和电化学反应过程等根本科学问题，理解家当界对电池材料的性能需求，推进新材料在电动汽车、消费电子等行业的运用发展。
（完）