中美学者发现可快速充电的锂离子电池材料

近日，中国科学技术大学季恒星教授联合美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授等在锂离子电池领域取得重要进展——将黑磷复合材料做成电极片。

实验室数据显示，该电极片充电9分钟即可恢复约80%的电量。这一研究成果发表在学术期刊《科学》（Science）上。

据科研人员介绍，传统燃油汽车仅需五分钟即可满油增程500公里，而目前市售最先进的电动汽车则需要“坐等”充电约一小时才能达到同样的增程效果。发展具有快速充电能力的大容量锂离子电池成为业界重要目标。

据悉，电极材料是决定电池性能指标的关键因素之一。季恒星课题组研究发现，黑磷用作碱金属离子电池负极具有极高的质量容量，但容易从层状结构的边缘开始发生结构破坏。

因此，科研人员采用高能球磨的办法获得了黑磷纳米片与石墨纳米片并肩平行排列的一种复合材料，使锂离子能够在这种复合材料内高效穿梭。

论文第一作者金洪昌博士表示，能量通过锂离子与电极材料的化学反应进出电池，电极材料对锂离子的传导能力是决定充电速度的关键。

“我们采用常规的工艺路线和技术参数将黑磷复合材料做成电极片。实验室的测量结果表明，电极片完成2000次循环后仍可保持90%的容量。”论文共同第一作者、中国科学院化学研究所的辛森研究员说，“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辅助材料等，将有望获得能量密度达350瓦时/千克并具备快充能力的锂离子电池。……