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新型鈣金屬電池原型開(kāi)發(fā)成功，有望成為鋰離子電池(LIB)“物美價(jià)廉”的替代品

2023-05-31 10:50:52 來(lái)源：科技日報
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簡(jiǎn)介：某科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種歷經(jīng)500次充放電循環(huán)性能仍?xún)?yōu)異的鈣金屬充電電池原型，有望成為目前廣泛使用的鋰離子電池(LIB)“物美價(jià)廉”的替代品。
某科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種歷經(jīng)500次充放電循環(huán)性能仍?xún)?yōu)異的鈣金屬充電電池原型，有望成為目前廣泛使用的鋰離子電池(LIB)“物美價(jià)廉”的替代品。

鈣金屬電池

隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)規模儲能系統“遍地開(kāi)花”，探索鋰離子電池替代品的需求與日俱增，鈣金屬電池被寄予厚望。作為地殼中含量第五豐富的元素，鈣很容易獲得，價(jià)格低廉，且具有比鋰離子更高的能量密度潛力。更重要的是，鈣本身的特性也有助于鈣離子在電解質(zhì)和陰極材料間加速傳輸和擴散，使其比鎂電池和鋅電池等其他LIB替代品更具優(yōu)勢。

但鈣金屬電池的商業(yè)可行性仍存在諸多障礙，其中最大的“攔路虎”包括缺乏有效的電解質(zhì)和缺乏具有足夠鈣離子儲存能力的陰極材料。

鈣金屬電池

2021年，某大學(xué)材料研究所科研團隊實(shí)現了一種基于氫簇(單碳硼烷)的新型無(wú)氟鈣電解質(zhì)，這種電解質(zhì)具有很高的導電性和電化學(xué)穩定性。在最新研究中，該團隊更進(jìn)一步，結合硫化銅納米顆?；c碳材料，研制出能夠儲存大量鈣離子的陰極。

硫化銅是一種天然礦物，具有良好的電化學(xué)性能，它的層狀結構使其能夠儲存鋰、鈉、鎂、鈣等多種陽(yáng)離子，其能量容量是目前鋰離子電池陽(yáng)極材料的3到4倍。

鈣金屬電池

在此基礎上，研究團隊開(kāi)發(fā)出硫化銅納米顆粒/碳復合陰極和氫化物電解質(zhì)的鈣金屬電池原型。測試表明，原型電池歷經(jīng)500次循環(huán)后，仍具有92%的容量保持率。
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