Forschung und Entwicklung von Hochleistungs-Kalziumionenbatterien in China

Vor kurzem haben das Shenzhen-Institut für fortschrittliche Technologie, das Forschungszentrum für funktionelle Dünnschichtmaterialien der chinesischen Akademie der Wissenschaften Tang Yongbing und das Team das tsinghua-Berkeley-Shenzhen-Institut, das Institut der chinesischen Akademie der Wissenschaften für Metallmaterialwissenschaften Shenyang, ein Forscher am nationalen Forschungszentrum, zusammengeschlossen Um eine hohe Leistung der Kalziumionenbatterie zu entwickeln. Bis zur Innovation der Batteriestruktur verfügt die Kalziumionenbatterie über einen neuen chemischen Reaktionsmechanismus und realisiert eine stabile Lade- und Entladungsreaktion bei Raumtemperatur. Bezogen auf die Ergebnisse der veröffentlichten Studie online in der Natur - Chemie.

In Erdalkalimetallelementen hat Calcium eine geringe Polarisation, das Standardelektrodenpotential und Lithium nahe, Ion zu + 2 (Anzahl der doppelt geladenen Lithiumionen), reichlich vorhanden, die Vorteile geringerer Kosten. Daher Calciumionenbatterie hat sich zu einem kostengünstigen energiespeicher mit hohem Wirkungsgrad entwickelt.

Im Jahr 2016 entwickelten die Forscher einen neuen Typ von Kalziumionen-Flüssigkeitsbatterien, deren hohe Arbeitsspannung zwar nicht (<1 V), sondern bei hohen Temperaturen (550 ~ 700 ° C), aber eine gute Zyklenstabilität zeigte Die Forscher fanden kein Calciumion mit reversibler REDOX-Reaktion, fanden jedoch bei 75 ~ 100 ℃ heraus, dass Calcium im Elektrolyten vom Calciumcarbonat-Typ bei der Kathodenoberflächenreaktion reversible Ablagerungen und unter 100 more mehr als 30 Wochen dauern kann Damit die Kalziumionenbatterie einen praktischen Wert hat, sollte ihre Arbeitstemperatur auf Raumtemperatur gesenkt werden, muss eine Dose gefunden werden, die reversible Kalziumionen in / aus Anodenmaterialien realisieren kann, und ihre chemischen Eigenschaften verbessern, einschließlich Raumtemperaturzyklus, Verhältniskennlinie und Arbeitsspannung (<2 v).

Die Forscher stellten einen neuen Typ von Calciumionenbatterien vor, mit Zinnfolie als reversibler Legierungsreaktion der Kathode mit Calciumionen, und nahmen gleichzeitig das Design der aktiven Materialintegration an: Mit Graphit als Anode der anionischen reversiblen internationalen / eingebetteten Reaktion; Mit 6 Fluoridat, mit 5 V hochdruckbeständigen Eigenschaften des Carbonatlösungsmittels für Elektrolyt. Die Calciumionenbatterie hat eine ausgezeichnete chemische Leistung, eine durchschnittliche Entladung, eine Mittelspannung von 4,45 V bei Raumtemperatur und eine Kapazitätsretentionsrate von mehr als 95% nach 350-mal.

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