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

目前有不少科學家為了提高電池容量寄望于鋰、硅材料，認為這些材料可以將儲電容量拉高2倍，能量密度也能顯著提升，以實驗結(jié)果來看，表現(xiàn)也不錯，不過除此之外還有沒有更多選擇？最近美國阿貢國家實驗室發(fā)現(xiàn)，磷的應用潛力高，有著比石墨更高的儲電容量，跟硅相同，理論儲電容量是石墨的10倍。

只是磷跟硅、鋰材料相同，在電池充電過程中會「膨脹」，有損材料的耐用性與壽命，不過團隊認為，這仍是一項值得挑戰(zhàn)的研究，美國阿貢國家實驗室化學家Gui-LiangXu表示，磷的能量吸附能力高，實際測試后，也發(fā)現(xiàn)磷陽極的初使庫倫效率超過90%，代表陽極跟電解質(zhì)沒有發(fā)生太多副反應。

團隊將黑磷和導電碳磨成微米級顆粒，制成全新的復合陽極。最終實驗結(jié)果也符合團隊期待，研究指出，新型陽極的初始庫倫效率高達91%，比容量（容量密度）約為2,500mAh，隨后科學家也把全新陽極實際裝設在鎳鈷錳陰極鋰離子電池中。

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、熱力學最穩(wěn)定以及性質(zhì)最不活潑的一種，有著像石墨相同的片狀結(jié)構(gòu)跟導電性，也是備受期待的新興二維半導體材料，可以應用在晶體管、光電設備等。

黑磷性能穩(wěn)定應用范圍又廣泛，因此團隊在考慮金錢與商業(yè)化成本后，還有測試雖然更便宜、但導電性較低的紅磷，只不過阿貢國家實驗室并沒有公布紅磷陽極的實驗結(jié)果，僅表示有具備穩(wěn)定性優(yōu)勢、高出使庫倫效率等。