黑磷在离子电池中的应用研究进展*

袁天恒，刘 雷，胡方正，王志彦，王亚涛，李建华，祖 雷，崔雪梅，贾伟艺，连慧琴，崔秀国

(1. 北京石油化工学院 新材料与化工学院，特种弹性体复合材料北京市重点实验室，北京 102617；2. 开滦煤化工研发中心，河北 唐山 063018；3. 山东玥能新材料科技有限公司研发中心，山东 寿光 064012)

0 引 言

随着世界经济的迅速发展，能源短缺与环境污染已逐渐成为各国面临的重大问题。因此，大力发展环境友好的能源迫在眉睫。电化学储能不受地理地形环境的限制，通过电池完成能量储存、释放与管理过程。高效、经济、对环境友好的可充电电池技术是电化学储能常用的方式。其中锂离子电池得到了广泛的应用[1]。锂离子电池通具有高能量和功率密度特点，是便携式电子产品、电动工具和混合动力/全电动汽车的首选技术[2]。离子电池通常由正极、负极、隔膜、电解液、电池壳等部分组成，通过离子在两个电极之间往返与嵌入与脱嵌同时伴随着等当量电子的嵌入与脱出来进行充放电过程。离子电池常用的负极有碳质负极、硅基负极、钛基负极等。

Suo等在1913年阐述金属锂电化学电位，被视为最早的系统研究锂金属电池的工作[3]。目前锂离子电池被广泛应用，其负极材料的高容量和低放电电位是实现高能量密度电池的关键[4]。出于成本与环境保护的考虑，钠离子电池与钾离子电池等可能成为锂离子电池替代品的碱金属离子电池。

黑磷的理论比容量高达2 596 mAh/g，具有独特的各向异性的结构、载流子迁移率高，是理想的离子电池负极材料[5-6]。……