近日,復旦大學的科研人員研發出一種新型鈣-氧氣電池。該電池可在室溫條件下進行電化學充放電,并穩定運行700次循環,展現出高安全性和較低成本等優勢。相關成果在線發表于《自然》雜志。
鈣金屬具有低氧化還原電位和多價性等特性,結合我國豐富的鈣資源,基于金屬鈣的電池體系在未來的能源應用中具有廣闊前景。其中,鈣-氧氣電池具有最高的理論能量密度,但此前一直未能實現在室溫下穩定充放電。
以往由于難以找到一種能與鈣金屬負極相匹配,且能適應高電極電勢空氣正極的電解質,鈣-氧氣電池的發展受到了嚴重制約。為解決這一難題,團隊通過系統設計溶劑、電解質鹽以及電解質配比,成功制備出一種基于二甲基亞砜/離子液體的新型電解質,有效滿足了電池正負極的高要求,研發出可室溫工作的新型鈣-氧氣電池。
據了解,該鈣-氧氣電池主要由3個部分構成:金屬鈣負極、碳納米管空氣正極和有機電解質。這一電池的設計不僅優化了性能和成本,也兼顧了環境的可持續性與在柔性電子設備中的應用要求。其中,金屬鈣負極不僅成本較低,還具有較高的理論容量,有利于全電池實現較高的能量密度。
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