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阴极发现为钙离子储存开辟了新途径

时间:2021-06-11 16:52:57 来源:

随着对当今锂离子电池必不可少的各种材料的可用性和供应链的日益关注,除了需要更高的存储容量、更长的使用寿命和更快、更安全的性能之外,科学家们还在努力研究可使用的新材料在电池中。

而且它们并不缺乏选择,钠、铝、氧等都显示出在存储解决方案方面的强大发展潜力。钙最近引起了一些关注,在性能潜力、安全性、丰富性和低成本生产方面打勾。然而,钙离子储存仍处于研究的早期阶段,在证明可行的钙离子电池方面仍然存在很多挑战。

阴极发现为钙离子储存开辟了新途径

这些挑战包括循环寿命短和容量低,以及随着电池循环而导致体积发生较大变化的趋势,从而导致结构损坏。由韩国首尔国立大学领导的一组科学家将钠电池研究中获得的知识应用于这些问题,制造了一个钙离子电池,其阴极由 NVPF 制成,这种材料已被证明在钠离子电池中取得了成功。研究人员解释说:“主体中大量的钙离子嵌入应该会导致主体的体积变化扩大,从而引发阴极结构的过早降解。”“发现可以缓解这些问题的可靠钙阴极材料或策略将加速 CIB 的开发,因此人们期待已久。”

该电池在发表于Nature Communications的论文A new high-voltagecalcal intercalation host for ultra-stable and high-power钙可充电电池中有完整描述。知道 NVPF 在钠电池循环过程中表现出非常低的体积变化,该小组发现它在钙方面也具有强大的潜力。该电池在 3.2 伏电压下表现出可逆的钙离子嵌入,每个循环的容量衰减率为 0.02%,是钙离子电池记录的最佳记录。

对工作中的阴极的分析表明,它依赖于一种新型的插层,这有助于释放更多的钙存储潜力。该小组希望其发现将为 CIB 技术的更多改进扫清道路,从而实现“CIB 中稳定且高功率的阴极”。


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