新型黑磷電池實現10分鐘充電80%

中國科學家在電池負極材料方面取得的突破，使電動汽車原型電池能在10分鐘內充至80%的電量。這一性能水平有望顯著縮短充電時間，並挑戰石墨負極在全球電池市場的主導地位。中國科學院的這項成果採用了新型黑磷基負極，直接針對仍是電動汽車普及關鍵障礙的充電速度限制。

“我們提出了一種晶格磷-氮（PN）鍵工程策略，使黑磷負極材料能夠實現超高倍率下的穩定充放電，”由中國科學院電工研究所馬衍偉領導的團隊在報告中表示。這項工程對於推動黑磷基快充電池的實際應用具有重要意義。

該原型是一款軟包電池，將新型黑磷負極與傳統的磷酸鐵鋰（LFP）正極搭配使用。其10分鐘充至80%電量的表現優於目前的快充標準。例如，雪佛蘭表示，作為主流電動汽車的2027款雪佛蘭Bolt需要25分鐘才能從10%充至80%。中國團隊尚未披露該原型的具體能量密度或估計的每千瓦時成本。

這一進展對石墨供應鏈構成了直接但長期的威脅，石墨是幾乎所有商業鋰離子電池中使用的負極材料。市場領導者寧德時代（CATL）以及松下和LG能源解決方案等其他主要生產商都建立在石墨架構之上。如果一種商業上可行的替代方案能夠解決困擾即使是最先進電動汽車的充電時間問題，它可能會重塑估值約560億美元的電池市場。

負極瓶頸

當前鋰離子電池實現更快充電的主要障礙是石墨負極。在大倍率充電過程中，鋰離子可能無法嵌入石墨層中，而是在負極表面析出為金屬鋰。這一過程會永久降低電池容量並可能導致短路，構成重大安全風險。這種局限性是電動汽車車主擔心電池退化的主要原因，例如在福特Mustang Mach-E在線論壇上追踪電池健康狀況的用戶所表達的擔憂。

黑磷因其極高的理論容量長期以來一直被視為具有潛力的負極候選材料，但在充放電循環過程中穩定性較差。中國科學院的新研究通過使用磷-氮鍵構建更穩定的結構，直接解決了這一問題。這使得鋰離子能夠快速高效地移動，而不會導致此前使該技術停滯不前的材料降解。

商業化之路

雖然10分鐘的充電時間是一項重大的實驗室成果，但從軟包電池原型到大規模生產的道路依然漫長。在擴大黑磷材料的生產規模、確保其在全尺寸電動汽車電池包數千次充電循環中的穩定性和性能，以及實現具有競爭力的成本結構方面，仍面臨挑戰。目前的電池製造商已投入數千億美元用於優化石墨和硅負極供應鏈。

儘管如此，這一成就為儲能設備開闢了一條新的技術路徑。對於投資者而言，這項技術是一個值得關注的關鍵進展。雖然它不對現有企業構成直接威脅，但其進展可能會改變電池生產商和原材料供應商的長期競爭格局。成功將此類技術商業化的公司可能會在電動汽車市場中奪取巨大份額，而該市場目前仍受到消費者對續航焦慮和充電時間的擔憂所困擾。

本文僅供參考，不構成投資建議。