快科技4月8日消息,据报道,钙离子电池技术迎来关键突破,未来有望落地智能手机领域,推动便携电子设备续航体系重构,该电池完成1000次充放电循环后容量仅衰减26%,剩余容量保持在74%。
钙元素是地壳中第五丰富的元素,相较锂资源更易获取,这为其规模化应用奠定了基础。
同时,钙离子电池具备更优的材料稳定性,钙金属熔点约980℃,且无毒环保,其理论体积能量密度达3202Wh/L,高于当前商用顶级硅碳基锂离子电池的2800Wh/L。
此次技术突破的核心,来自香港科技大学研发团队开发的准固态钙电解质。
该材料有效解决了钙基电解质充放电时的电极溶解问题,既提升了离子传输效率,又抑制了电池老化。
在低电流条件下实现了与锂离子电池相近的能量密度,电压提升至3.6V时,能量密度可进一步提升至1800Wh/L。
针对钙离子体积大、电荷密度高可能损害循环稳定性的问题。
解决方案是:采用含大空隙氧化物结构(七角形和六角形通道)的氧化钼钒(MoVO)作为钙离子“宿主”,测试证明钙离子可快速插入和提取,MoVO也展现出优异的钙离子存储性能。
此外,钙离子为二价离子,每次插入可提供两个电子,能让同效率电池拥有更小的质量和体积。
不过,钙离子电池现阶段仍有技术难题待解。
钙离子体积大于锂离子,迁移速度较慢导致充电速度滞后,且钙元素相关的开采、提炼及电池生产配套基础设施尚未完善,其商业化落地仍需时间。


