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最新研究成果 可让锂离子电池9分钟充电80%



  中国科学技术大学bxco教授的研究团队与加州大学洛杉矶分校、中国科学院化学研究所等美国机构合作,在新锂离子电池电极材料的研究上取得了重大突破:新设计的黑磷复合材料使锂离子电池具有高容量、快速充电和长寿命的特性。研究结果发表在《科学》杂志上。

  电动汽车在市场上正变得越来越受欢迎,但充电时间长也令人望而却步。传统燃料汽车仅需5分钟就能将行驶里程提高500公里,而市场上最先进的电动汽车目前需要一小时的“坐等”充电才能达到相同的续航效果。开发具有快速充电能力的大容量锂离子电池一直是电动汽车行业的一个重要目标。中国科学技术大学最新的研究突破让人们离这一目标更近了一步。

  金洪昌博士介绍:“在锂离子电池中,能量通过锂离子与电极材料的化学反应进出电池,因此电极材料对锂离子的传导能力是决定充电速度的关键;另一方面,单位质量或体积的电极材料容纳锂离子的多少也是一个重要因素。”,本文的第一作者

  黑磷是白磷的异构体,其特殊的层状结构使其具有很强的离子传导能力和较高的理论容量。它是一种潜在的满足快速充电要求的电极材料。然而,黑磷很容易从层状结构的边缘破坏结构,其测量性能远低于理论预期。

  因此,季节性星团采用了“界面工程”策略,通过磷碳共价键将黑磷和石墨连接起来,这不仅稳定了材料结构,而且还提高了黑磷石墨复合材料对锂离子的电导率。鉴于电极材料在工作过程中被包裹在化学物质中,一些物质阻止锂离子进入电极材料,就像玻璃表面的灰尘阻碍了光的穿透一样。研究团队是用薄聚合物凝胶制成的,以使黑色磷石墨复合材料表面涂有防水涂层,从而使锂离子能够顺利进入。

  这种锂离子电池可以使电动汽车的里程接近1000公里,而特斯拉车型的全功率行驶里程为650公里。快速充电的能力将把电动汽车的用户体验提高到一个更高的水平。