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零碳情报
【 10分钟充电80%
黑磷快充技术
将取代石墨负极材料 】
新一代超快充动力电池研究迎来新进展。记者23日从中国科学院电工研究所获悉，该所马衍伟、王凯研究员团队在黑磷（BP）快充电池关键技术上取得重要突破，成功破解黑磷负极材料在充放电过程中体积膨胀剧烈、导电性差等技术难题。
这是可能改写负极材料路线的一次实质性突破，或取代石墨负极材料。
当下，新能源汽车、大型储能项目都急需充电更快、容量更高的电池，但传统石墨电池的负极性能已经接近天花板，储锂能力接近极限（~372 mAh/g），很难再有大幅提升。
黑磷材料储锂能力远超石墨，是理想的下一代负极材料。然而，该材料一直存在导电差、充放电体积膨胀大、快充容易衰减报废等致命缺陷，一直无法实际应用。
为解决这些问题，科研团队从原子层面入手，创新性地在黑磷晶体内部精确构建了一种特殊的磷—氮（P-N）化学键。这种方法相当于在材料内部预先“埋设”了微观开关，充电时能主动激活原本惰性的磷—磷键，大幅加快锂离子的传输速度，有效抑制了体积膨胀带来的破坏，让黑磷负极能在超高速度充电时稳定工作。
更重要的是，基于这项新技术，科研团队成功制作出黑磷负极、磷酸铁锂正极的软包电池原型。实测数据显示，该电池能量密度达到282瓦时/千克，已经明显高于主流磷酸铁锂（通常160–220 瓦时/千克）；快充性能极强，10分钟就能充进80%的电量，当前行业主流快充是20–30分钟，10分钟充80%，属于跨代体验；而且循环稳定性出色，经过数千次充放电循环，性能依旧稳定。
王凯表示，这项技术为下一代高能量、高功率储能电池开辟全新路线，将有力推动我国新能源汽车、电网储能、特种储能装备技术升级，大幅提升我国在全球先进储能领域的竞争力。
研究工作联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学共同完成，相关成果于4月21日发表于《自然・通讯》。研究工作得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金、澳大利亚研究理事会的支持。
对于这一技术，有上市公司宣称已有相关技术布局。比如兴发集团表示，公司与中科院深圳先进院在黑磷等领域达成战略合作，共同推进关键技术攻关。
瑞丰高材也称，旗下瑞丰玥能目前正在进行黑磷吨级中试产线的调试工作，调试完成后将进行投料试生产。
（来源：科技日报、证券时报，中国科学院电工研究所供图，整理：小博）
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