磷负极由于具有很高的理论比容量（2596mAh/g）和合适的锂化电位（0.7V vs. Li⁺/Li）而被视为构建新一代高比能储能体系的关键负极材料。人们开发出一系列的碳基材料来负载磷以期解决其体积膨胀和导电率差的问题。不过，在快速充电的过程中锂离子和电子在磷颗粒中的聚集会导致锂化不均匀和瞬时应力过大，这使得磷负极在快充方面的表现难以令人满意。最近，天津大学孙洁教授等利用金属Bi纳米颗粒有效改善了磷负极的快充性能。

文章要点

1）研究人员通过球磨的方法将具有电化学活性的二维金属Bi纳米粒子负载在P/石墨复合物中来作为一种功能化填料。金属Bi在复合物中也可以像P一样来相近的电压区间内脱嵌锂作为负极材料，不过其初始嵌锂电位要比P负极要稍高一些。

2）由于Bi和P的界面处存在较强的相互作用，因此Bi的引入还可以提供额外的电子和离子传输通道。因此，Bi可以作为一个小型锂储层用于在锂化过程中捕获锂以及在P负极之前的脱锂过程中释放锂，从而提高P的利用率，降低体积膨胀/应变，并抑制P颗粒的裂缝。

3）此外，研究人员还发现P负极锂化过程中易于溶解的LiP₅和LiP₇还可以被Bi或者锂化态的Bi捕获，从而提高整体电化学反应的可逆性。因此，Bi-P/C复合负极在1.3A/g的电流密度下循环650周后的比容量仍然高达2031mAh/g。

参考文献

Shaojie Zhang et al, Bi Works as a Li Reservoir for Promoting the Fast-Charging Performance of Phosphorus Anode for Li-Ion Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103888

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103888