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復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出室溫下可充鈣-氧氣電池

為可穿戴電池織物的發(fā)展提供新思路

發(fā)布時(shí)間:2024-02-17 作者:記者 任朝霞 來(lái)源:中國(guó)教育報(bào)

    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(lái)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(guò)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??蒲腥藛T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 

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