新型鈣-氧氣電池成功研發(fā)
近日,復(fù)旦大學(xué)纖維電子材料與器件研究院、高分子科學(xué)系、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭慧勝/王兵杰團(tuán)隊(duì),聯(lián)合王永剛、周豪慎、陸俊等合作者,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,並穩(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(shì)。日前,相關(guān)成果以《室溫下可充鈣-氧氣電池》為題在線發(fā)表於《自然》雜志。
鈣金屬具有低氧化還原電位和多價(jià)性等特性,結(jié)合我國(guó)豐富的鈣資源,基於金屬鈣的電池體系在未來(lái)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(shí)現(xiàn)在室溫下穩(wěn)定充放電。
以往由於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(shì)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(duì)通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溶劑、電解質(zhì)鹽以及電解質(zhì)配比,成功制備出一種基於二甲基亞砜/離子液體的新型電解質(zhì),有效滿(mǎn)足了電池正負(fù)極的高要求,研發(fā)了可室溫工作的新型鈣-氧氣電池。
據(jù)了解,該鈣-氧氣電池主要由三個(gè)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(jì)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,有利於全電池實(shí)現(xiàn)較高的能量密度。
(記者任鵬、顏維琦)
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