元素百科介绍新型钙离子电池在室温下性能稳定。近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永斌及其团队与清华大学-伯克利深圳学院、沈阳材料科学国家研究中心研究员会合作,开发了一种高性能的钙离子电池。钙离子电池通过对电池结构的创新,具有全新的电化学反应机制,在室温下实现稳定的充放电反应。

在碱土金属元素中,钙极化低,标准电极电势接近锂,离子为 2价(带电荷是锂离子的两倍)、钙离子电池具有储量丰富、成本低的优点,具有成为高效低成本储能电池的潜力。
2016年,研究人员开发了一种新型的钙离子液体电池,虽然工作电压不高(<1V),但在高温下(550~700℃)表现出良好的循环稳定性。虽然研究人员在室温下没有发现钙离子的可逆氧化还原反应,但在75~100℃下发现钙离子在碳酸酯电解质中可以在钙负极表面发生可逆沉积反应,并在100℃下循环30周以上。但是,为了使钙离子电池具有实用价值,其工作温度必须降低到室温,需要找到可逆钙离子的正负极材料,包括室温循环特性、倍率特性和工作电压(目前)来提高其电化学性能<2V)。
研究人员提出了一种新型的钙离子电池,将锡箔作为负极与钙离子发生可逆合金化反应,并采用活性材料与集流体的集成设计;阴离子的可逆插层/脱嵌反应采用石墨作为正极;电解液采用碳酸酯溶剂溶解六氟磷酸钙和5V耐高压性。钙离子电池具有优异的电化学性能,平均放电中压高达4.45V,室温下循环350圈后容量保持率大于95%。

