新型钙离子电池室温下性能稳定

近日，中国科学院深圳先进设备技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其团队牵头清华—伯克利深圳学院、中科院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员成会清，研发出有一种高性能的钙离子电池。他们通过对电池结构的创意，使钙离子电池具备全新的电化学反应机理，并构建了室温下平稳的充放电反应。涉及研究结果在线公开发表于《大自然—化学》。

在碱土金属元素中，钙具备极化较低、标准电极电势与锂相似、离子为＋2价（带上电荷数目为锂离子的两倍）、储量非常丰富、成本较低的优点。因此，钙离子电池具备沦为高效低成本储能电池的潜力。

2016年，科研人员研发出有了一种新型钙离子液态电池，其工作电压虽然不低（＜1V），但在高温下（550～700℃）但展现出出有较好的循环稳定性。科研人员虽然在室温下并未找到钙离子的共轭水解还原成反应，但在75～100℃下找到钙离子在碳酸酯类电解液中能在钙负极表面再次发生共轭沉积反应，并且在100℃下能循环30周以上。但要想要使钙离子电池具备实用价值，其工作温度还需减少到室温，必须寻找能构建共轭钙离子映射／瞬的正负极材料并提升其电化学性能，还包括室温循环特性、倍率特性和工作电压（目前＜2V）。

研究人员明确提出了一种新型的钙离子电池，以锡箔作为负极与钙离子再次发生共轭合金化反应，同时使用活性材料与集流体的一体化设计；以石墨作为负极构建阴离子的共轭插层／脱嵌反应；以溶有六氟磷酸钙、具备5V耐高压特性的碳酸酯类溶剂为电解液。该钙离子电池具备出色的电化学性能，平均值静电中压高达4．45V，在室温下循环350圈后的容量维持亲率小于95％。

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