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雙石墨電池（DGBs）是雙離子電池（DIBs）的全石墨電極變體，由于使用廉價的石墨作為正極（陰極）材料，近年來作為一種可能的低成本固定式儲能技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。然而，DGBs的低比能量受兩種電極材料容量的限制。

明斯特大學(xué)Tobias Placke、澳大利亞國立大學(xué)Alexey M. Glushenkov等首次引入黑磷與碳的復(fù)合材料（BP-C）作為DIBs全電池的負極（陽極）材料。

圖1. BP-C復(fù)合材料在BP-C||鋰電池中的性能

作者首先研究了黑磷-碳復(fù)合負極在高濃度電解液中的電化學(xué)行為，然后設(shè)計了具有合理質(zhì)量和容量平衡的新型BP-C||石墨（PGDIB）電池，并在三電極裝置中進行了測試。通過優(yōu)化電池電壓，PGDIB電池在2.0–4.7 V的電池電壓窗口內(nèi)實現(xiàn)了基于電極活性材料319 Wh kg^-1的高比能量、基于電極活性材料和活性鹽155 Wh kg^-1的高比能量、以及高庫侖效率（>99%）。

圖2. 石墨正極材料的表征

然而，考慮到包括DIB中所有活性成分在內(nèi)的比能量，具有高分子質(zhì)量的導(dǎo)電鹽顯著降低了高容量負極的優(yōu)勢，因此必須有針對性地選擇合適的負極/電解質(zhì)組合。此外，機理研究揭示了石墨正極中的儲存的階段性行為，以及負極中鋰化磷合金的形成。因此，這項研究為實用且安全的高能 DIB 電池開發(fā)了一種新穎且有前景的電池配置，這將刺激DIB全電池在固定儲能商業(yè)應(yīng)用的進展。

圖3. 石墨||BP-C電池和石墨||石墨電池的性能

Advanced Dual-Ion Batteries with High-Capacity Negative Electrodes Incorporating Black Phosphorus. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202201116

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Adv. Sci.：在雙離子電池中首次引入黑磷-碳復(fù)合負極！

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