4月23日,中国科学院电工研究所马衍伟团队提出了一种晶格磷-氮(P-N)键工程化策略,使黑磷负极材料在超高倍率下实现稳定充放电,这对推动BP基快充电池的实际应用具有重要意义。研究团队从原子尺度出发,在黑磷负极晶格中精准构筑P-N键,利用其对相邻磷-磷(P-P)键共价性的削弱作用,在锂化过程中诱导局部键断裂,活化P-P键,从而加速电荷传输,显著提升了转化反应的动力学性能。
基于这一突破,团队成功制备出以黑磷为负极、磷酸铁锂为正极的软包电池,其能量密度达到282瓦时/千克。该电池在高倍率充电条件下,仅需10分钟即可充入理论容量的80%,并且历经数千次充放电循环后仍能稳定运行,展现出优异的快充循环耐久性。这项研究工作与澳大利亚皇家墨尔本理工大学合作完成,相关成果发表于《自然・通讯》。