這一研究成果9日發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)上。
據(jù)科研人員介紹，傳統(tǒng)燃油汽車(chē)僅需五分鐘即可滿(mǎn)油增程500公里，而目前市售最先進(jìn)的電動(dòng)汽車(chē)則需要“坐等”充電約一小時(shí)才能達(dá)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成為業(yè)界重要目標(biāo)。
電極材料是決定電池性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。
季恒星課題組研究發(fā)現(xiàn)，黑磷用作堿金屬離子電池負(fù)極具有極高的質(zhì)量容量，但容易從層狀結(jié)構(gòu)的邊緣開(kāi)始發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞?？蒲腥藛T采用高能球磨的辦法獲得了黑磷納米片與石墨納米片并肩平行排列的一種復(fù)合材料，使鋰離子能夠在這種復(fù)合材料內(nèi)高效穿梭。
論文第一作者金洪昌博士表示，能量通過(guò)鋰離子與電極材料的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)出電池，電極材料對(duì)鋰離子的傳導(dǎo)能力是決定充電速度的關(guān)鍵。
“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(shí)驗(yàn)室的測(cè)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(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的辛森研究員說(shuō)，“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等，將有望獲得能量密度達(dá)350瓦時(shí)/千克并具備快充能力的鋰離子電池。”
具備能量密度350瓦時(shí)/千克的鋰離子電池能夠使電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程接近1000千米，目前特斯拉ModelS滿(mǎn)電后的行駛里程約為650千米。
