科學(xué)家一直以來(lái)都想要擴(kuò)大鋰離子電池的儲(chǔ)電容量，透過(guò)將石墨陽(yáng)極換成鋰或著是硅材，讓人們不用擔(dān)心手機(jī)電量、開(kāi)著電動(dòng)車也不必顧慮與充電站的距離，而現(xiàn)在美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)另一種效率也不錯(cuò)的替代材料：磷。

　　鋰電池的陰極（正極）是由鋰和鈷、鎳、錳等過(guò)度金屬組成，陽(yáng)極（負(fù)極）材料則是石墨、銅制成，鋰離子會(huì)在兩極間與電解質(zhì)之中來(lái)回移動(dòng)，其中陽(yáng)極材料影響電池容量甚巨，雖然石墨儲(chǔ)電穩(wěn)定性與耐用性高，經(jīng)過(guò)1,000次充放電循環(huán)也不會(huì)影響電池性能，只可惜其理論儲(chǔ)電容量低，愈來(lái)愈難滿足現(xiàn)代人的需求。

　　目前有不少科學(xué)家為了提高電池容量寄望于鋰、硅材料，認(rèn)為這些材料可以將儲(chǔ)電容量拉高2倍，能量密度也能顯著提升，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，表現(xiàn)也不錯(cuò)，不過(guò)除此之外還有沒(méi)有更多選擇？最近美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，磷的應(yīng)用潛力高，有著比石墨更高的儲(chǔ)電容量，跟硅一樣，理論儲(chǔ)電容量是石墨的10倍。

　　只是磷跟硅、鋰材料一樣，在電池充電過(guò)程中會(huì)「膨脹」，有損材料的耐用性與壽命，不過(guò)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這仍是一項(xiàng)值得挑戰(zhàn)的研究，美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室化學(xué)家Gui-Liang Xu表示，磷的能量吸附能力高，實(shí)際測(cè)試后，也發(fā)現(xiàn)磷陽(yáng)極的初使庫(kù)倫效率超過(guò)90%，代表陽(yáng)極跟電解質(zhì)沒(méi)有發(fā)生太多副反應(yīng)。

　　團(tuán)隊(duì)將黑磷和導(dǎo)電碳磨成微米級(jí)顆粒，制成全新的復(fù)合陽(yáng)極。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果也符合團(tuán)隊(duì)期待，研究指出，新型陽(yáng)極的初始庫(kù)倫效率高達(dá)91%，比容量（容量密度）約為2,500 mAh，隨后科學(xué)家也把全新陽(yáng)極實(shí)際裝設(shè)在鎳鈷錳陰極鋰電池中。

　　其中黑磷是白磷在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成，是磷的同素異形體中，密度最大、熱力學(xué)最穩(wěn)定以及性質(zhì)最不活潑的一種，有著像石墨一樣的片狀結(jié)構(gòu)跟導(dǎo)電性，也是被受期待的新興二維半導(dǎo)體材料，可以應(yīng)用在晶體管、光電設(shè)備等。

　　黑磷性能穩(wěn)定應(yīng)用范圍又廣泛，因此團(tuán)隊(duì)在考量金錢與商業(yè)化成本后，還有測(cè)試雖然更便宜、但導(dǎo)電性較低的紅磷，只不過(guò)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室并沒(méi)有公布紅磷陽(yáng)極的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，僅表示有具備穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)、高出使庫(kù)倫效率等。

　　目前團(tuán)隊(duì)下一個(gè)目標(biāo)將是研究大規(guī)模制造紅色磷陽(yáng)極，希望能進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，擴(kuò)大材料制造規(guī)模，使得最后的商業(yè)化進(jìn)展順利。