伦斯勒理工学院开发钙离子电池 更环保/成本更低

盖世汽车讯 据外媒报道，考虑到锂离子电池的产量有限、价格高，以及长期使用的安全风险，伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）的研究团队提出一种更环保、更有效和成本较低的储能替代方案。

（图片来源：伦斯勒理工学院）

该团队声称，钙离子可以用作电池中锂离子的替代品，因其含量丰富且成本低。

研究人员Dr. Koratkar表示：“绝大多数可充电电池产品都基于锂离子技术，这是性能方面的黄金标准。然而，锂是地球上一种有限资源，近年来价格大幅上涨。我们正在研究一种成本低、丰富、安全和可持续的电池化学，可以在水基电解液中使用钙离子。”

相对于锂离子，钙离子的体积更大、电荷密度更高，可能损害扩散动力学和循环稳定性。因此，该团队提出含有大空隙的氧化物结构（七角形和六角形通道），是一种有前景的解决方案。这项研究展示了一种水基钙离子电池，使用正交晶和三角晶型的氧化钼钒（MoVO），作为钙离子的主体。

Dr. Koratkar表示：“钙离子是二价的。在电池运行过程中，每次插入一个离子，可为每个离子提供两个电子。这使得高效电池的质量和钙离子体积减少。然而，相对于锂而言，钙离子的离子电荷更高、尺寸更大，很难插入电池电极。为了解决这一问题，我们开发了一种名为氧化钼钒的特殊类型材料，其中包含大型六角形和七角形通道或隧道。”

该团队证明，钙离子可以从材料中快速插入和提取。这些通道充当了可逆和快速离子传输的“管道”。研究结果表明，MoVO提供了迄今报道过的最佳钙离子存储性能之一。

研究人员表示，作为一种电池化学选项，钙离子电池可能在不久的将来取代锂离子技术，为社会提供动力。这项工作开发的新型高性能钙基电池，使用地球储量丰富和安全的材料，因此更加环保，而且成本较低。这种电池可以广泛应用于便携式和消费性电子产品、电动汽车，以及电网和可再生能源存储。

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