“中美科学家研制出可快速充电的锂离子电池材料”

本公司合肥10月9日电(记者徐海涛)充电速度慢、续航距离短，是目前制约电动汽车快速发展的主要因素之一。 最近，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，开发出充电9分钟后恢复约80%的电量，兼具快速充电、高电荷容量、长寿命优点的锂离子电池。 10月9日，国际权威学术杂志《科学》发表了这一成果。

黑磷是白磷的同素异形体，特殊的层状结构赋予较强的离子传导能力和理论上较高的电荷容量，是极具潜力的“快速充”电极材料。 但是，黑磷在层状结构的边缘容易发生结构破坏，实测性能远远低于理论预想。 最近，四级恒星小组利用“界面工程”战略将黑磷和石墨通过磷碳共价键结合，稳定了材料结构，提高了黑磷石墨复合材料内部对锂离子的传导能力。

但是，电极材料在工作中被电解液分解的化学物质包围，一部分物质阻碍锂离子进入电极材料，就像玻璃表面的灰尘一样阻碍光的透过。 联合研究小组用薄聚合物凝胶制作防尘外套，“附着”在黑磷石墨复合材料的表面，确保锂离子顺利进入。

“我们使用通常的工序和技术参数，将黑磷复合材料制成电极片。 实验室测量结果表明，电极片充电9分钟后可恢复约80%的电量，2000个循环后仍可维持90%的电荷容量。 ”。 中科院化学所研究员辛森表示，实现该材料的大规模生产，找到匹配的正极材料和其他辅助材料，对比电池结构、热管理和锂分解防护等优化设计，即可获得能量密度达到每公里350瓦、具有快速充电能力的锂离子电池

据悉，能量密度为每公斤350瓦的锂离子电池，可以使电动汽车的行驶距离接近1000公里。 结合快速充电能力，电动汽车的顾客体验将大大提高。

“希望在综合性能指标方面期待领域的同时，发现能够适应工业化电池生产工艺的电极材料。” 季星教授表示，他的团队将进一步深入认识这种新材料的微观结构、理化性质、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诉求，迅速发展新材料在电动汽车、电子消费等领域的应用。