新电池，中科院电工所 黑磷快充10分钟 80% 能量密度达282Wh/kg

来自 实验室仪器网

传统石墨负极逼近理论极限，新能源汽车与储能对超快充、高容量电池需求迫切。黑磷储锂容量突出，但导电性差、动力学迟缓、充放电体积膨胀剧烈，快充性能易快速衰减，难以实用化。

近日，中科院电工研究所马衍伟团队联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学，提出晶格磷‑氮（P‑N）键工程化策略，从原子尺度突破黑磷负极快充瓶颈，相关成果发表于《Nature Communications》。团队在黑磷晶格中精准构筑P‑N键，削弱相邻P‑P键共价性，锂化时诱导局部键断裂、活化P‑P键，大幅加速电荷传输与转化反应动力学，同时抑制体积膨胀、提升结构稳定性。

基于该技术，团队研制出黑磷负极+磷酸铁锂正极软包电池，能量密度达282Wh/kg；高倍率下10分钟可充入理论容量80%，历经数千次循环仍稳定运行，兼顾高能量密度与超强快充耐久性。该技术无需外源整合酶，脱靶风险极低，在分裂与非分裂细胞均表现高效，适配动力电池、电网储能及特种高倍率储能装备。

此次突破从材料本征改性入手，用化学键调控解决黑磷三大固有缺陷，实现从“难快充、易衰减”到“快充稳、长寿命”的跨越，为下一代高功率密度储能器件开辟全新技术路径。研究得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金及澳大利亚研究理事会资助，中科院电工所为第一单位。

该成果标志我国在新型负极材料与快充电池领域达到国际前沿，有望推动新能源汽车补能效率跃升、储能系统成本下降，提升我国先进储能产业全球竞争力，为双碳目标提供关键材料与技术支撑。

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