中國粉體網(wǎng)訊 如今電動汽車愈發(fā)受到市場青睞,，但漫長的充電時間也讓人望而卻步。傳統(tǒng)燃油汽車僅需5分鐘即可滿油增程500公里,，而目前市售最先進的電動汽車則需要“坐等”充電一小時才能達到同樣的增程效果,。發(fā)展具有快速充電能力的大容量鋰離子電池一直是電動汽車行業(yè)的重要目標(biāo)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的這項最新研究突破使人類距離該目標(biāo)更近了一步,。
論文第一作者金洪昌博士介紹：“在鋰離子電池中,，能量通過鋰離子與電極材料的化學(xué)反應(yīng)進出電池，因此電極材料對鋰離子的傳導(dǎo)能力是決定充電速度的關(guān)鍵,；另一方面,，單位質(zhì)量或體積的電極材料容納鋰離子的多少也是一個重要因素�,！�
黑磷是白磷的同素異形體,，特殊的層狀結(jié)構(gòu)賦予了它很強的離子傳導(dǎo)能力和高理論容量,，是極具潛力的滿足快充要求的電極材料。然而黑磷容易從層狀結(jié)構(gòu)的邊緣開始發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,，實測性能遠低于理論預(yù)期,。
為此，季恒星團隊采用“界面工程”策略將黑磷和石墨通過磷碳共價鍵連接在一起,，在穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)的同時提升了黑磷石墨復(fù)合材料內(nèi)部對鋰離子的傳導(dǎo)能力,。針對電極材料在工作過程中會被電解液逐漸分解的化學(xué)物質(zhì)所包裹，部分物質(zhì)會阻礙鋰離子進入電極材料,，就像玻璃表面的灰塵阻礙光線穿透一樣,。研究團隊用輕薄的聚合物凝膠做成防塵外衣“穿”在黑磷石墨復(fù)合材料表面，使鋰離子得以順利進入,。
“我們采用常規(guī)的工藝路線和技術(shù)參數(shù)將黑磷復(fù)合材料做成電極片,。實驗室的測量結(jié)果表明，電極片充電9分鐘即可恢復(fù)約80%的電量,，2000次循環(huán)后仍可保持90%的容量,。”論文共同第一作者,、中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員辛森介紹說,，“如果能夠?qū)崿F(xiàn)這款材料的大規(guī)模生產(chǎn)，找到匹配的正極材料及其他輔助材料,，并針對電芯結(jié)構(gòu),、熱管理和析鋰防護等進行優(yōu)化設(shè)計，將有望獲得能量密度達350瓦時/千克并具備快充能力的鋰離子電池,�,！�
這樣的鋰離子電池能夠使電動汽車的行駛里程接近1000公里，而特斯拉Model S滿電后的行駛里程為650公里,�,？焖俪潆娔芰⑹闺妱悠嚨挠脩趔w驗上升一個臺階。（吳長鋒）
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/Betty）
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