新しいタイプのカルシウムイオン電池の導入

最近、中国科学院深セン先端技術研究所の機能性フィルム材料研究センターの研究者であるタンギョンビンと彼のチームは、清華バークレー深セン大学および神陽国立材料研究センターの研究者であるチェンギミンと協力しました。中国科学院の金属研究所の科学。高性能カルシウムイオン電池を開発しました。電池構造の革新により、カルシウムイオン電池に新しい電気化学反応機構を持たせ、室温での安定した充放電反応を実現しました。調査結果はNatureChemistryにオンラインで公開されています。

アルカリ土類金属元素では、カルシウムは分極が低く、標準電極電位はリチウムに近く、イオンは+2（帯電電荷の数はリチウムイオンの2倍）、豊富な予備力、および低コストという利点があります。したがって、カルシウムイオン電池は、効率的で低コストのエネルギー貯蔵電池になる可能性があります。

2016年に、研究者は、動作電圧が低く（<; 1V）、高温（550〜700°C）であるが、良好なサイクル安定性を示した新しいタイプのカルシウムイオン液体電池を開発しました。研究者らは、室温でカルシウムイオンの可逆的酸化還元反応を発見しませんでしたが、カルシウムイオンは、75〜100°C、および100°Cで炭酸塩電解質中のカルシウム負極の表面に可逆的沈着反応を示すことがわかりました。 30週間以上かかる場合があります。ただし、カルシウムイオン電池が実用的な価値を持つためには、動作温度を室温まで下げる必要があります。可逆的なカルシウムイオンの埋め込み/変性を実現し、それらの電気化学的性質を改善できる正極および負極材料を見つける必要があります。室温サイクル特性、倍増特性、動作電圧（現在＆lt; 2V）を含みます。

研究者らは、カルシウムイオンとの可逆的合金化反応を行うために負極としてスズ箔を使用し、活物質と収集流体の統合設計を使用する新しいタイプのカルシウムイオン電池を提案しました。陰イオンの可逆的なインターケール/脱埋め込み反応は、正極としてグラファイトを使用して実現されます。電解質には、ヘキサフルオロリン酸カルシウム溶液と5Vの高圧抵抗を備えた炭酸塩溶剤を使用しています。カルシウムイオン電池は、平均放電圧力が最大4.45 V、室温で350サイクル後の容量保持率が95％を超える、優れた電気化学的特性を備えています。

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