长安储能研究院：突破石墨负极限制锂离子电池迎来快充时代

2023-12-12 16:48

在锂离子电池领域，快速充电技术是发展趋势。这种技术的突破不仅满足日益增长的电动车和便携式电子产品市场需求，也是实现低碳经济的关键手段之一。尽管石墨作为当前锂离子电池的主要负极材料在众多方面表现出色，但其在快速充电性能上仍存在一系列问题，包括电化学反应缓慢、可能导致金属Li产生，进而影响循环稳定性和安全性。

作为研发新能源技术的前沿力量，长安储能研究院深知创新的重要性。借助长安绿电科技有限公司的全额拨款支持和西安交大多位教授科学家的顶尖科研力量，长安储能研究院始终走在储能技术改进的前沿，不断追求技术边界的拓展，并致力于将这些创新应用于更广泛的能源领域。

在探索电池材料科学的过程中，长安储能研究院对锂离子电池领域的最新进展保持着高度关注。最新的研究进展表明，SEI层的组成对于锂离子电池的快充性能有着决定性影响。特别是华中科技大学孙永明教授团队的研究，创新研发的S分子连接效应(P-S-石墨)对锂离子电池的快速充电性能、稳定性和高能量密度带来了显著提升，为锂离子电池开启快速充电时代提供了崭新的视角。

在研究初始，孙永明团队针对SEI层的作用，借助分子动力学（MD）模拟和密度泛函理论（DFT）得出重要发现，SEI物质具有高锂离子吸附能力，可加速锂离子的去溶剂化过程，验证了Li3P在锂离子溶剂化结构中的卓越性能。

为了充分利用Li3P在锂离子电池上的快充性能，孙永明团队通过创新性的S分子连接效应(P-S-石墨)，在石墨表面构建了超薄的P纳米层，使石墨的性能得到显著改善。尤其是在快速充电条件下，改进后的材料表现出超越传统石墨的出色电池充放电能力。在6分钟时间内（10C），充电容量即达到80%，相比之下，原始石墨只能达到57.4%，充电速度得到极大提升。

此外，这项研究不单是终端产品快充性能的革命，更提升了电池循环的稳定性。实验中制造的3.1Ah手机电池原型在短短10分钟的快速充电后，容量即达到了90.3%，能量密度更是达到了207.5Wh/kg，充分展现了小型化电池稳定、快充的潜力。

在科技飞速发展的今天，长安储能研究院始终秉持自身以科技创新为核心的战略定位，不断追求技术极致，致力于储能领域的技术升级和应用拓展，为长安绿电战略发展提供重要储能动力支持。与此同时，我们会持续关注储能领域的最新动态，积极寻找并研究如何将更多前沿储能技术引入更广泛的应用领域，以推动构建可持续发展的能源生态。

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