新型鋰電池：9分鐘充入80%電量、續航可達1000公裡

2020-10-10 科技日榜

又到了鋰電池技術全面突破的時候了，這次是中美科學家聯手合作，研發的新型黑鱗鋰電池充電9分鐘可以充入80%電量。

中科大官網報導，這項研究是由中國科學技術大學季恆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合作的，論文已經發表在10月9日的《科學》雜誌上。

這次的研究使用了黑鱗作為電池材料，它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。


圖1.黑磷複合負極材料結構和儲鋰性能

恆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界面膜，使鋰離子能夠快速進入複合材料。

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次循環之後依然有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，電動車的行駛裡程可達1000公裡。

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