復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出室溫下可充鈣-氧氣電池

    本報(bào)訊（記者 任朝霞）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，創(chuàng)建出一種新型鈣-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)，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(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。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(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)，嚴(yán)重制約了鈣-氧氣電池的發(fā)展。

為完成這一挑戰(zhàn)，復(fù)旦科研團(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，構(gòu)建了可室溫工作的新型鈣-氧氣電池。科研人員表示，最新創(chuàng)建出的鈣-氧氣電池主要由金屬鈣負(fù)極、碳納米管空氣正極和有機(jī)電解質(zhì)三個(gè)部分組成。電池設(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)極成本較低，且具有較高理論容量，同時(shí)可進(jìn)一步將金屬鈣負(fù)載到柔性基底上，得到柔性的金屬鈣負(fù)極，為實(shí)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(dǎo)率，展示了穩(wěn)定的電化學(xué)特性，顯著提升了電池整體安全性。

《中國(guó)教育報(bào)》2024年02月17日第1版