中美团队研制出锂离子电池材料 充9分钟可恢复约80%电量

充电速度慢、续航里程短，是当前制约电动汽车发展的主要因素之一。近期，中国科学技术大学季恒星教授研究组与美国加州大学洛杉矶分校、中国科学院化学研究所等机构合作，研制出一种新型黑磷复合材料，充电9分钟即可恢复约80%的电量，使兼具快速充电、高电荷容量、长寿命优点的锂离子电池成为可能。10月9日，国际权威学术期刊《科学》发表了这项成果。

但是，电极材料在工作过程中会被电解液分解的化学物质所包裹，部分物质阻碍锂离子进入电极材料，如同玻璃表面的灰尘阻碍光线穿透。联合研究团队用轻薄的聚合物凝胶做成防尘外衣，“穿”在黑磷石墨复合材料的表面，使锂离子可以顺利进入。

“我们采用常规的工艺路线和技术参数，将黑磷复合材料做成电极片。实验室测量结果表明，电极片充电9分钟即可恢复约80%的电量，2000次循环后仍可保持90%的电荷容量。”中科院化学所研究员辛森介绍，如果能够实现这款材料的大规模生产，找到匹配的正极材料及其他辅助材料，并针对电芯结构、热管理和析锂防护等进行优化设计，将有望获得能量密度达每千克350瓦时并具备快速充电能力的锂离子电池。

据了解，具备每千克350瓦时能量密度的锂离子电池，能使电动汽车的行驶里程接近1000公里。结合快速充电能力，将使电动汽车的用户体验大幅提升。

“我们希望能发现一款既能在综合性能指标方面给行业以期待，又能适应工业化电池生产流程的电极材料。”季恒星教授说，他的团队将进一步深入认识这款新材料的微观结构、理化性质和电化学反应过程等基础科学问题，了解产业界对电池材料的性能需求，推进新材料在电动汽车、消费电子等行业的应用发展。