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高容量磷基負極在快充鋰離子電池方面表現出了良好的前景，但其電導率較低，并且在使用過程中會發生顯著的體積變化，導致倍率性能較差且循環壽命較短。

在此，中國科學院深圳先進技術研究院成會明，澳門大學Kwun Nam Hu，東安格利亞大學Kwan San Hui等人通過高能球磨工藝合成了一種a-ZnP₂/Zn₃(PO₄)₂/P/C混合材料。研究顯示，混合非晶材料的多孔結構和各向同性改善了快速鋰化/脫鋰過程中 Li⁺ 的反應動力學和結構穩定性。

基于此，混合非晶 ZnP₂ 電極在 5 A g^-1（3 C）條件下經過 2200 次循環后顯示出穩定的循環性能，最大容量保持在 92.3% 的水平，達到 985 mAh g^-1，并在 10/20 A g^-1（6 C/12 C）條件下經過 2000/2700 次循環后顯示出高充電/放電能力，達到 734/592 mAh g^-1。

圖1. 非晶ZnP₂的電化學動力學分析

總之，該工作通過一步 HEBM 法合成了一種原位形成的非晶態磷酸鋅 ZnP₂ 雜化物。研究顯示，其隨機原子排列和多孔結構有利于鋰進入活性位點，并且由于其各向同性和無晶界而降低了應變進而提高了結構穩定性。基于此，a-ZnP₂/Zn₃(PO₄)₂/P/C₃₆雜化物的性能優于其晶體對應物，具有更高的容量和更好的倍率性能。因此，該工作為快充鋰離子電池技術的發展提供了新思路。

圖2. 電池性能

Multicomponent Anodes Based on Amorphous ZnP2 for Fast-Charging/Discharging Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2024

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