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新型钙金属电池原型成功开发


钙金属电池原型示意图。新型型成图片来源:物理学家组织网。钙金功开

科技日报记者 刘霞。属电

日本科学家开发了一种钙金属充电电池原型,池原经过500次充放电循环性能仍然优异,新型型成有望成为目前广泛使用的钙金功开锂离子电池(LIB)相关研究论文在最新一期《先进科学》杂志上发表了“物美价廉”的替代品。

随着电动汽车和电网储能系统的属电“遍地开花”,对锂离子电池替代品的池原需求日益增加,钙金属电池备受期待。新型型成钙作为地壳中含量第五丰富的钙金功开元素,容易获得,属电价格低廉,池原能量密度潜力高于锂离子。新型型成更重要的钙金功开是,钙本身的属电特性也有助于加速钙离子在电解质和阴极材料之间的传输和扩散,使其比镁电池和锌电池等其他LIB替代品更具优势。

然而,钙金属电池的商业可行性仍存在许多障碍,其中最大的“障碍”包括缺乏有效的电解质和缺乏具有足够钙离子储存能力的阴极材料。

2021年,日本东北大学材料研究所实现了一种基于氢簇(单碳硼烷)的新型无氟钙电解质,具有很高的导电性和电化学稳定性。在最新的研究中,该团队结合硫化铜纳米颗粒化和碳材料,进一步开发了能够储存大量钙离子的阴极。

硫化铜是一种具有良好电化学性能的天然矿物。其层状结构可储存锂、钠、镁、钙等阳离子体,其能量容量是锂离子电池阳极材料的3-4倍。

在此基础上,研究小组开发了硫化铜纳米颗粒/碳复合阴极和氢化物电解质的钙金属电池原型。试验表明,经过500次循环后,原型电池仍有92%的容量保持率。

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