开发具有快充能力的大容量电极一直是开发高能锂离子电池的目标。要设计出性能优良的电极，需要同时考虑足够大的容量、合适的电压平台和良好的离子/电子导电性。

鉴于此，华中科技大学李会巧报道了将半导体Ge熔融到非金属P中，提出了一种新型的宽调节范围的金属Ge_xP_60-x固溶体，其是一种Ge-P二元合金，而不是典型的离子/共价化合物。

文章要点

1）进一步的Rietveld精修、XANES表征和理论计算证明，这些Ge_xP_60-x实际上是二元Ge-P合金，而不是金属磷化物。它们具有宽的调节范围，Ge/P比从1：5（Ge₁₀P₅₀）到1：2（Ge₂₀P₄₀）。同时，由于其独特的类磷层状结构，Ge_xP_60-x合金具有较高的电导率（~2.4×10⁶ S/m）。与典型的金属磷化物不同，Ge_xP_60-x合金中的元素Ge和P均呈现近零价态，电负性相似（2.01和2.19），净电荷较小（+0.28和-0.09）。因此，Ge_xP_60-x合金中的Ge-P相互作用不是像金属磷化物那样的强共价键。在锂化过程中，这些Ge_xP_60-x合金不会发生基于金属磷化物化学键断裂的转化反应过程。相反，Ge_xP_60-x表现为合金化型储锂机制。

2）实验结果显示，Ge_xP_60-x合金同时表现出大容量（>1800 mAh/g）、高可逆性（ICE>90%）和合适的电压平台（0.5 V）的合金，在15 min内以较低的安全电压实现了770 mAh/g的快速充电。

基于固溶体化学的非金属和半导体元素可以形成导电合金的这一发现，为高性能负极家族注入了新鲜血液，并为先进的储能快充电极材料设计提供了一种新的策略。

参考文献

Fusing semiconductor and nonmetal into a high conductive wide-range solid solution alloy for Li-ion batteries, Energy Storage Materials (2021), DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.001

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.08.001