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，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(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)表于《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(shí)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(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)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，有利于全電池實(shí)現(xiàn)較高的能量密度。
（記者任鵬、顏維琦）