復旦大學研發(fā)出室溫下可充鈣-氧氣電池

    本報訊（記者 任朝霞）近日，復旦大學纖維電子材料與器件研究院、高分子科學系、先進材料實驗室、聚合物分子工程國家重點實驗室彭慧勝、王兵杰團隊，聯(lián)合王永剛、周豪慎、陸俊等合作者，創(chuàng)建出一種新型鈣-氧氣電池。該電池可在室溫條件下進行電化學充放電，并穩(wěn)定運行700次循環(huán)，展現(xiàn)出高安全性和較低成本等優(yōu)勢，并為可穿戴電池織物的發(fā)展提供了新思路。相關(guān)成果日前已在線發(fā)表于《自然》主刊。

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用中具有廣闊前景。在基于金屬鈣的電池中，鈣-氧氣電池具有最高的理論能量密度，但因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(zhì)，嚴重制約了鈣-氧氣電池的發(fā)展。

為完成這一挑戰(zhàn)，復旦科研團隊通過系統(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極的高要求，構(gòu)建了可室溫工作的新型鈣-氧氣電池?？蒲腥藛T表示，最新創(chuàng)建出的鈣-氧氣電池主要由金屬鈣負極、碳納米管空氣正極和有機電解質(zhì)三個部分組成。電池設(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)備中的應用要求。其中，金屬鈣負極成本較低，且具有較高理論容量，同時可進一步將金屬鈣負載到柔性基底上，得到柔性的金屬鈣負極，為實現(xiàn)柔性鈣-氧氣電池奠定了基礎(chǔ)；新型電解質(zhì)在室溫下表現(xiàn)出高離子導率，展示了穩(wěn)定的電化學特性，顯著提升了電池整體安全性。

《中國教育報》2024年02月17日第1版