Внедрение нового типа ионно-кальциевых батарей

Недавно Тангёнбин, исследователь из Исследовательского центра функциональных пленочных материалов Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук, и его команда объединились с Цинхуа Беркли Шэньчжэньский колледж и Чэнхуимингом, исследователем из Шэньянского национального исследовательского центра материалов. Наука Института металлов Китайской академии наук. Был разработан высокоэффективный ионно-кальциевый аккумулятор. Благодаря нововведению в конструкции батарей, они сделали кальциево-ионные батареи с новым механизмом электрохимической реакции и достигли стабильной реакции зарядки и разрядки при комнатной температуре. Результаты опубликованы в Интернете в журнале Nature Chemistry.

В элементах щелочноземельных металлов кальций имеет преимущества низкой поляризации, стандартный электродный потенциал близок к литию, ионный +2 (количество заряженных зарядов вдвое больше, чем у ионов лития), большие запасы и низкая стоимость. Следовательно, ионно-кальциевые батареи могут стать эффективными и недорогими аккумуляторными батареями.

В 2016 году исследователи разработали новый тип ионно-кальциевых жидких батарей с низким рабочим напряжением (<; 1 В), но при высоких температурах (550 ~ 700 ° C), но продемонстрировали хорошую циклическую стабильность. Хотя исследователи не обнаружили обратимой окислительно-восстановительной реакции ионов кальция при комнатной температуре, было обнаружено, что ионы кальция имеют обратимые реакции осаждения на поверхности кальциевых отрицательных электродов в карбонатных электролитах при температуре от 75 до 100 ° C и при 100 ° C. может быть более 30 недель. Однако для того, чтобы ионно-кальциевые батареи имели практическую ценность, их рабочая температура должна быть снижена до комнатной. Необходимо найти материалы для положительных и отрицательных электродов, которые могут обеспечить обратимое встраивание / дегенерацию ионов кальция и улучшить их электрохимические свойства. Включая циклические характеристики комнатной температуры, характеристики удвоения и рабочее напряжение (в настоящее время <2 В).

Исследователи предложили новый тип кальциево-ионной батареи, в которой в качестве отрицательного электрода используется оловянная фольга для обратимой реакции легирования с ионами кальция, а также используется интегрированная конструкция из активного материала и собирающей жидкости. Обратимая реакция образования отложений / удаления отложений анионов осуществляется с графитом в качестве положительного электрода; В качестве электролитов используются карбонатные растворители с раствором гексафторфосфата кальция и сопротивление высокому давлению 5 В. Ионно-кальциевый аккумулятор обладает отличными электрохимическими свойствами, со средним давлением разряда до 4,45 В и степенью сохранения емкости более 95% после 350 циклов при комнатной температуре.

Страница содержит содержимое машинного перевода.