Introducción de un nuevo tipo de batería de iones de calcio

Recientemente, Tangyongbing, investigador del Centro de Investigación de Materiales de Cine Funcional del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen de la Academia de Ciencias de China, y su equipo se unieron a Tsinghua Berkeley Shenzhen College y Chenghuiming, investigador del Centro Nacional de Investigación de Materiales de Shenyang Ciencia del Instituto de Metales de la Academia de Ciencias de China. Se desarrolló una batería de iones de calcio de alto rendimiento. A través de la innovación de la estructura de la batería, han logrado que las baterías de iones de calcio tengan un nuevo mecanismo de reacción electroquímica y hayan logrado una reacción de carga y descarga estable a temperatura ambiente. Los hallazgos se publican en línea en Nature Chemistry.

En los elementos de metales alcalinotérreos, el calcio tiene las ventajas de una baja polarización, el potencial de electrodo estándar está cerca del litio, el Ion es +2 (el número de cargas cargadas es el doble que el de los iones de litio), abundantes reservas y bajo costo. Por lo tanto, las baterías de iones de calcio tienen el potencial de convertirse en baterías de almacenamiento de energía eficientes y de bajo costo.

En 2016, los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de batería líquida de iones de calcio con un voltaje de funcionamiento bajo (<; 1 V), pero a altas temperaturas (550 ~ 700 ° C) pero que mostraba una buena estabilidad cíclica. Aunque los investigadores no encontraron una reacción Redox reversible de los iones de calcio a temperatura ambiente, se encontró que los iones de calcio tienen reacciones de deposición reversibles en la superficie de los electrodos de calcio negativos en electrolitos de carbonato a 75 a 100 ° C y a 100 ° C. puede ser más de 30 semanas. Sin embargo, para que las baterías de iones de calcio tengan un valor práctico, su temperatura de funcionamiento debe reducirse a la temperatura ambiente. Es necesario encontrar materiales de electrodos positivos y negativos que puedan lograr la incrustación / degeneración de iones de calcio reversible y mejorar sus propiedades electroquímicas. Incluidas las características de los ciclos de temperatura ambiente, las características de duplicación y el voltaje de funcionamiento (actualmente & lt; 2V).

Los investigadores propusieron un nuevo tipo de batería de iones de calcio, que utiliza papel de aluminio como electrodo negativo para experimentar una reacción de aleación reversible con iones de calcio, y utiliza un diseño integrado de material activo y líquido colector. La reacción reversible de intercalculación / desembebición de aniones se realiza con grafito como electrodo positivo; Como electrolitos se utilizan disolventes de carbonato con una solución de hexafluorofosfato de calcio y una resistencia a alta presión de 5V. La batería de iones de calcio tiene excelentes propiedades electroquímicas, con una presión de descarga promedio de hasta 4,45 V y una tasa de retención de capacidad de más del 95% después de 350 ciclos a temperatura ambiente.

La página contiene el contenido de la traducción automática.