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可逆微尼斯人娱乐化使得实用

发布日期:2018-11-02 编辑:客服 点击:

  可逆微尼斯人娱乐化使得实用的具有高放电电压的室温可充电钙离子电池成为可能

  

  开发多价离子的可充电电池对于具有高能量密度存储系统的发展具有十分重要的意义,因为摩尔多价离子可以提供双倍(对于M2+)或三倍(对于M3+)电子数量。 在多价阳离子中,Mg2+,Al3+和Ca2+由于价态稳定,离子半径小,电位低,资源丰富而成为有希翼的候选者。 因此,已经开展了许多基于Mg2+和Al3+的可再充电电池的研发工作。钙离子电池(CIBs)是能量存储的有吸引力的候选对象,因为Ca2+具有低的还原电位(相对于标准氢电极SHE,为-2.87V)接近Li+,从而为整个电池提供宽电压窗口。但对于Ca离子电池(CIBs)的研究进展远不能令人满意,仍面临着巨大的挑战。例如缺乏可用于可逆Ca2+嵌入/脱嵌的合适的阴极/阳极材料、工作电压低(<2V),循环稳定性差以及特别是在室温下性能不好。

  

  近日,清华大学深圳研究院成会明院士和中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳研究员(共同通讯编辑)报道了一种能够在室温下稳定工作的钙离子电池(CIBs),这种新型电池使用石墨作为阴极,锡箔作为阳极的集流体。该CIBs的电化学反应高度可逆,该反应在阴极处结合六氟磷酸盐进行Ca2+的插入/脱嵌并且在阳极处结合Ca2+进行合金化/去合金化反应。 经过优化的CIB在350次循环后的工作电压高达4.45 V,容量保持率达到95%。相关研究成果“Reversible calcium alloying enables a practical room-temperature rechargeable calcium-ion battery with a high discharge voltage”为题发表在Nature Chemistry上。

  

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  (a)CIB的工作原理图

  

  (b)CIB的恒流充放电曲线

  

  (c)b中充放电曲线对应的dQ/dV曲线

  

  (d,e)石墨阴极在不同的充电状态的拉曼和XRD光谱

  

  (f)未放电和充放电(300次循环后)的Sn阳极的XRD图

  

  (g,h)电池反应前(g)和300次循环(h)之后Sn箔阳极的SEM图像


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