يشهد البحث في الجيل الجديد من بطاريات الطاقة فائقة السرعة تقدمًا جديدًا. في 23 من الشهر الجاري، أفادت تقارير من معهد أبحاث الهندسة الكهربائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم أن فريق الباحثين ما يانوي ووانغ كاي قد حقق اختراقًا تقنيًا رئيسيًا في بطاريات الفوسفور الأسود فائقة السرعة، متغلبًا بنجاح على المشكلات التقنية مثل التمدد الحجمي الشديد وضعف التوصيل الكهربائي لمادة القطب السالب المصنوعة من الفوسفور الأسود أثناء عملية الشحن والتفريغ.

تتفوق قدرة مادة الفوسفور الأسود على تخزين الليثيوم بشكل كبير على الجرافيت، مما يجعلها مادة مثالية للجيل التالي من الأقطاب السالبة. ومع ذلك، تعاني هذه المادة من عيوب قاتلة مثل التوصيل الضعيف، والتمدد الحجمي الكبير أثناء الشحن والتفريغ، والتدهور السريع والفشل أثناء الشحن السريع، مما حال دون تطبيقها العملي حتى الآن.

انطلق الفريق البحثي من المستوى الذري، وقام ببناء روابط كيميائية خاصة من الفوسفور والنيتروجين داخل بلورات الفوسفور الأسود بدقة وإبداع. تعمل هذه الطريقة بمثابة "دفن" لمفاتيح دقيقة في المادة مسبقًا، حيث تنشط الروابط الخاملة بين الفوسفور والفوسفور أثناء الشحن، مما يسرع بشكل كبير سرعة نقل أيونات الليثيوم ويحد بفعالية من التدمير الناتج عن التمدد الحجمي، مما يمكن القطب السالب من الفوسفور الأسود من العمل بثبات عند سرعات شحن فائقة.

والأهم من ذلك، تمكن الفريق البحثي بناءً على هذه التقنية الجديدة من إنتاج نموذج أولي لبطارية كيسية ناعمة ذات قطب سالب من الفوسفور الأسود وقطب موجب من فوسفات حديد الليثيوم. تُظهر بيانات القياس الفعلية أن كثافة الطاقة لهذه البطارية تصل إلى 282 واط في الساعة لكل كيلوغرام؛ كما أن أداء الشحن السريع فائق القوة، حيث يمكنها شحن 80% من السعة في 10 دقائق فقط؛ بالإضافة إلى ثبات الدورة المتميز، فبعد آلاف دورات الشحن والتفريغ، لا يزال الأداء ثابتًا.