中科院团队突破黑磷快充电池核心瓶颈，实现高能高倍率长寿命新进展

中国科学院电工研究所马衍伟、王凯研究员团队于2026年4月23日宣布，在黑磷快充电池关键技术研发中取得实质性进展，成功解决了黑磷负极材料在充放电过程中体积膨胀剧烈、电子与离子传导能力不足等长期制约其应用的核心瓶颈。

随着新能源汽车和大规模储能系统对电池性能提出更高要求，充电速度与能量密度成为技术升级的关键方向。目前广泛使用的石墨负极材料已逐步逼近其理论性能上限，进一步优化空间极为有限。相比之下，黑磷具备显著更高的锂存储容量，被公认为极具潜力的下一代负极候选材料。但其实际应用始终受限于固有缺陷：本征导电性差、充放电过程体积变化剧烈，以及在高倍率快充条件下结构易退化、容量快速衰减等问题，导致难以实现工程化落地。

研究团队从材料本征结构出发，在原子尺度上开展精准调控，首次在黑磷晶格内部定向构筑稳定的磷—氮共价键。该设计赋予材料独特的电化学响应机制：充电过程中可动态激活原本化学惰性的磷—磷键，显著提升锂离子在电极内部的迁移速率；同时，氮原子的引入有效锚定磷原子骨架，大幅缓解锂嵌入/脱出引发的体积形变，从而在超高电流密度下维持电极结构完整性与界面稳定性。

依托该项原创性成果，团队研制出以黑磷为负极、磷酸铁锂为正极的软包电池原型。测试结果表明，该电池质量能量密度达282瓦时/千克；支持10分钟内完成80%电量补充；在数千次充放电循环后，容量保持率仍处于高水平，展现出优异的长周期服役能力。

这项突破不仅为高能量密度与高功率密度兼具的新型储能体系提供了切实可行的技术路径，也将加速推动新能源汽车续航与补能效率的整体跃升，支撑智能电网规模化储能建设，并强化我国在先进电化学储能技术领域的自主创新能力与全球竞争优势。