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新一代超快充動力電池研究迎來新進展。記者23日從中國科學院電工研究所獲悉，該所馬衍偉、王凱研究員團隊在黑磷快充電池關鍵技術上取得重要突破，成功破解黑磷負極材料在充放電過程中體積膨脹劇烈、導電性差等技術難題。

當下，新能源汽車、大型儲能項目都急需充電更快、容量更高的電池，但傳統(tǒng)石墨電池的負極性能已經接近天花板，很難再有大幅提升。黑磷材料儲鋰能力遠超石墨，是理想的下一代負極材料。然而，該材料一直存在導電差、充放電體積膨脹大、快充容易衰減報廢等致命缺陷，一直無法實際應用。

為解決這些問題，科研團隊從原子層面入手，創(chuàng)新性地在黑磷晶體內部精確構建了一種特殊的磷—氮化學鍵。這種方法相當于在材料內部預先“埋設”了微觀開關，充電時能主動激活原本惰性的磷—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，讓黑磷負極能在超高速度充電時穩(wěn)定工作。

更重要的是，基于這項新技術，科研團隊成功制作出黑磷負極、磷酸鐵鋰正極的軟包電池原型。實測數(shù)據(jù)顯示，該電池能量密度達到282瓦時/千克；快充性能極強，10分鐘就能充進80%的電量；而且循環(huán)穩(wěn)定性出色，經過數(shù)千次充放電循環(huán)，性能依舊穩(wěn)定。

王凱表示，這項技術為下一代高能量、高功率儲能電池開辟全新路線，將有力推動我國新能源汽車、電網(wǎng)儲能、特種儲能裝備技術升級，大幅提升我國在全球先進儲能領域的競爭力。

（中國科學院電工研究所供圖）