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近日，復(fù)旦大學(xué)的科研人員研發(fā)出一種新型鈣-氧氣電池。該電池可在室溫條件下進(jìn)行電化學(xué)充放電，并穩(wěn)定運(yùn)行700次循環(huán)，展現(xiàn)出高安全性和較低成本等優(yōu)勢。相關(guān)成果在線發(fā)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(jié)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(yīng)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(xiàn)在室溫下穩(wěn)定充放電。
以往由于難以找到一種能與鈣金屬負(fù)極相匹配，且能適應(yīng)高電極電勢空氣正極的電解質(zhì)，鈣-氧氣電池的發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。為解決這一難題，團(tuán)隊通過系統(tǒng)設(shè)計溶劑、電解質(zhì)鹽以及電解質(zhì)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(zhì)，有效滿足了電池正負(fù)極的高要求，研發(fā)出可室溫工作的新型鈣-氧氣電池。
據(jù)了解，該鈣-氧氣電池主要由3個部分構(gòu)成：金屬鈣負(fù)極、碳納米管空氣正極和有機(jī)電解質(zhì)。這一電池的設(shè)計不僅優(yōu)化了性能和成本，也兼顧了環(huán)境的可持續(xù)性與在柔性電子設(shè)備中的應(yīng)用要求。其中，金屬鈣負(fù)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(xiàn)較高的能量密度。
