中科大研發新型黑鱗鋰電池，9分鐘可充80%電量

據中科大官網報導，中國科學技術大學季恒星教授研究組與美國加州大學洛杉磯分校、中國科學院化學研究所等機構一起研發出新型的黑鱗鋰電池，其9分鐘可以充80%電量，這也就意味著未來地新能源汽車能夠大幅度縮短充電時間。相關研究成果已經發表在10月9日的《科學》雜誌上。

說到鋰離子電池，大家一定很熟悉，我們日常使用的手機電池一般都是鋰離子電池。鋰離子電池因具有較高的體積比能量和品質比能量，可充和無污染的特點，而深受發達國家的歡迎。

電信、資訊市場的發展，特別是行動電話和筆記型電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機遇，再加上近幾年各國政府極力推廣新能源汽車的使用，更是為鋰電市場打開了新藍海。

然而，目前商業化的電池只能提供有限的功率密度，如電池級的功率密度約為100至300W kg-1，並且通常需要相對較長的充電時間用於安全操作。為了提高電池的充電速率、比能量和壽命，具有高鋰存儲容量、高倍率容量和高電化學穩定性的負極材料成為了亟待解決問題。

針對該問題，眾多研究者表示黑磷有望成為下一代活性陽極的理想材料。

黑鱗是常見的白磷的同素異形體，具備特殊的層狀結構，所以理論上有很強的離子傳導能力及電荷容量，是一種極具潛力的快充電池材料。不過現有技術中，黑鱗的結構很容易從邊緣開始出現結構破壞問題，導致它的實際性能遠低於理論值。

恒星教授領導的團隊解決的就是黑鱗材料的結構問題，他們使用高能球磨的辦法獲得了黑磷納米片與石墨納米片並肩平行排列且通過碳－磷共價鍵連接的複合材料，使鋰離子能夠在複合材料內高效穿梭；更進一步通過聚苯胺包覆優化固態電解質介面膜，能抑制導電不良的氟化鋰和碳酸鹽的連續生長，從而確保有效的鋰離子運輸。

通過這些研究，基於黑鱗複合材料的電極片具備優異的性能，試驗測試顯示它能在9分鐘內充入80%的電量，2000次迴圈之後依然有90%的電荷容量。

憑藉這些性能，這種新型材料如果可以規模量產，有望製造出能量密度可達350瓦時的快充鋰電子電池，電動車的行駛里程可達1000公里。

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