新闻网讯（通讯员 冀娴贤）3月6日，能源领域学术期刊《焦耳》（Joule）在线发表了武汉光电国家研究中心孙永明教授与斯坦福大学崔屹教授、清华大学王莉教授合作论文《红磷电极设计用作高比能快充锂离子电池负极》（Design of Red Phosphorus Nanostructured Electrode for Fast-Charging Lithium-lon Batteries with High Energy Density），文章不仅从理论上分析出红磷是一种理想的锂离子电池负极材料，能够兼顾快速充电性能和高能量密度，并且在实验上开发了一种红磷/碳复合材料，实现了快速充电性能好、能量密度高和循环寿命长。

如何实现高效快速的电池充电是当前电池研究的重点和难点之一。从电池电极材料的角度来看，负极是限制锂离子电池快速充电技术的主要因素之一。目前商业锂离子电池广泛使用的石墨负极材料存在锂离子嵌入和脱出石墨结构速率慢、快速充电下表面容易析出锂枝晶进而引发安全性等问题。因此，开发比容量高、快充性能好和安全性高的负极材料具有重要的科学研究意义和实际应用价值。有鉴于此，崔屹、孙永明和王莉提出红磷是一种理想的负极材料，可用于快速充电锂离子电池并指出：红磷材料的锂化电压适度（~0.7 V vs. Li+/Li），既能保障负极有足够的电压区间缓冲快速充电过程导致的过电位，避免负极表面析出锂枝晶问题，同时红磷的高比容量也能满足电池整体能量密度需求。另一方面，作者从实际应用的角度出发提出快速充电性能好红磷负极材料的理想结构必须具有高电子导电性、好的振实密度和稳定性特征。作者报道了一种红磷/碳复合材料，振实密度与现有商业石墨负极相当。在充电电流密度为8C、电极片面容量为1 mAh cm-2情况下该电极容量保持率为84% (10分钟充电至84%)。电极在0.2 C、3.0 mAh cm-2下，500次循环容量保持率为90%。实验结果揭示，在商业化单位面积容量载量下，红磷/碳负极的倍率性能和容量性能特征远超传统石墨和钛酸锂负极。

该文的第一作者是孙永明、王莉，通讯作者崔屹，第一作者单位华中科技大学，通讯单位为斯坦福大学。

（相同面积容量的红磷/碳、商业化石墨和碳酸锂负极。红磷/碳负极具有更高的比容量（基于电极整体体积和质量）、更薄的电极厚度、更短的载流子传输距离和更快的充电速度。）