حال ہی میں، جدید ٹیکنالوجی مواد فنکشنل فلمز ریسرچ سنٹر کے شینزین انسٹی ٹیوٹ، Tangyong بنگ کے چینی اکیڈمی اور اس کے تحقیقی ٹیم نے مشترکہ طور پر سنگھوا - شینزین کے برکلے سکول، ہونا دھات کی سائنسز انسٹی ٹیوٹ کے چینی اکیڈمی کی نیشنل ریسرچ سینٹر میں شینیانگ اشیاء سائنس محقق اگلے ایک اعلی کارکردگی کیلشیم تیار بیٹری. ان کے سیل کی ساخت، ایک نیا کیلشیم آئن بیٹریاں electrochemical کی رد عمل کے طریقہ کار ہونے، اور کمرے کے درجہ حرارت پر ایک مستحکم انچارج خارج ہونے والے مادہ ردعمل کے حصول کے. تحقیق کے نتائج پر reversible کیلشیم alloying طرف جدت ایک عملی کمرے درجہ حرارت چارج کیلشیم آئن کے قابل بناتا ہے "فطرت" ذیلی جرنل میں آن لائن شائع عنوان - ایک اعلی خارج ہونے والے مادہ وولٹیج ( "ہائی ولٹیج کیلشیم آئن بیٹری مستحکم آپریشن کے کمرے کے درجہ حرارت ٹن مصر ردعمل میں کیلشیم کی بنیاد پر") کے ساتھ بیٹری "قدرتی - کیمسٹری" (نیچر کیمسٹری، DOI: 10،1038 پر / s41557-018-0045-4) اور چینی پیٹنٹ (201710184368.1) اور PCT پیٹنٹ (PCT / CN2017 / 078203) کے لئے درخواست.
alkaline زمین دھات عناصر، کم بروویکرن کیلشیم، کرسکتے معیاری الیکٹروڈ ممکنہ قریبی ساتھ (Ca2 + / سی اے: وی بمقابلہ SHE -2،868، لتیم صرف 170 ایم وی کے مقابلے میں زیادہ)، +2 آئن (لیتھیم آئن کی ایک بڑی تعداد کا الزام عائد کیا جاتا ہے دو مرتبہ)، پرچر، کم لاگت کے فوائد، اس وجہ سے، کیلشیم آئن بیٹری ممکنہ توانائی اسٹوریج بیٹری کی بچت اور کم قیمت 1991، Aurbach، ET اللہ تعالی روایتی نامیاتی الیکٹرولائٹ حل میں پایا میں بن گیا ہے. تاہم، کیلشیم گھسنا مشکل ہے کیلشیم دھات anode کی passivation کی فلم سطح، کیلشیم آئنوں کی موجودگی کے نتیجے میں نہ کی طرح کے طور پر لتیم آئنوں کی پر reversible آکسیکرن میں کمی رد عمل (جے Electrochem. Soc کی. 1991، 138، 3536)، آہستہ آہستہ ترقی کے بعد کیلشیم آئن بیٹری. 2016 تک، الیکٹرولائٹ طور MIT کے Sadoway پگھلے CaCl2 اور LiCl استعمال کرتے ہوئے ET اللہ تعالی، ایک پگھلے CA-مگرا مصر دات کا استعمال کرتے ہوئے، اور دھاتی کے دو ایک منفی الیکٹروڈ اور ایک مثبت الیکٹروڈ مواد کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، مائع کیلشیم آئن بیٹری کی ایک نئی قسم تیار، آپریٹنگ وولٹیج زیادہ نہیں ہے (<1V) , 但在高温下 (550-700°C) 表现出良好的循环稳定性(Nat. Commun. 2016, 7, 10999). 而西班牙科学家Palacin等人虽然在室温下未发现钙离子的可逆氧化还原反应, 但在75-100°C温度下发现钙离子在碳酸酯类电解液中能在钙负极表面发生可逆沉积反应, 并且在100°C 下能循环30周以上(Nat. Mater. 2016, 15, 169). 虽然高温下的可逆充放电现象的发现为钙离子电池的发展带来了希望, 但要想使钙离子电池具有实用价值, 其工作温度还须降低到室温附近, 需要找到能实现可逆钙离子嵌入/脱出的正负极材料并提高其电化学性能, 包括室温循环特性, 倍率特性和工作电压(目前<2V).
دو یوآن انجیر دریافت کر تحقیقی ٹیم سوڈیم، جست، ٹن اور، ایک مصر مرحلے کے قیام کو مزید کی ایک کاربونیٹ electrolytic حل میں CA (PF6) 2 کے منفی الیکٹروڈ انچارج خارج ہونے والے مادہ کی خصوصیات میں دھات کی ایک بہسنکھیا پر مشتمل کرنے کی صلاحیت رکھتا دیگر دھاتیں کے ساتھ فیز کیلشیم کے بعد مطالعہ کیا گیا، پتہ چلا ہے کہ ٹن ایک اچھی رائے اور الیکٹرولائٹ میں کیلشیم کے آئنوں کی ایک reversible مخصوص صلاحیت ہے، Ca7Sn6 مصر الیکٹرولائٹ میں کیلشیم کے آئنوں کو اس وقت ہوتا ہے اور منفی الیکٹروڈ alloying ردعمل میں Ca7Sn6 ٹن مصر قائم کیا جاتا ہے سب سے پہلے چارج، خارج ہونے والے مادہ کے دوران اس وقت ہوتی ہے ردعمل. نظریاتی نقلی اور کشیدگی سوستانی electrochemical کی ٹیسٹ کا اشارہ کیلشیم اور ٹن Ca7Sn6 چار تعلقات مصر مرحلے ایک کم پابند توانائی ہونے کی صورت، اور electrochemical کشیدگی کیلشیم ٹن anode کے دباؤ سرایت ہے کہ کشیدگی، اس کشیدگی کو کیلشیم آئن intercalation / deintercalation عمل میں ایک مستحکم ساخت اور مواد کو برقرار رکھنے کے لئے اچھا reversibility ہے میں مدد نہیں کرے گا.
ان نتائج کی بنیاد پر، ٹیم ایک ناول کیلشیم آئن بیٹری مجوزہ: کیلشیم آئنوں reversibly ردعمل alloying ساتھ منفی الیکٹروڈ ورق میں، جبکہ فعال مواد اور موجودہ کلکٹر کے مربوط ڈیزائن کا استعمال؛ ایک کی anion کے حصول کے لئے ایک مثبت الیکٹروڈ طور گریفائٹ (PF6- ) پر reversible intercalation / deintercalation ردعمل ؛. hexafluorophosphate تحلیل کیلشیم میں، کے 5V کی ایک خرابی وولٹیج ہونے کاربونیٹ کی بنیاد الیکٹرولائٹ سیل ایک کیلشیم آئن عمدہ electrochemical کی کارکردگی ہونے کے لئے سالوینٹس، اوسط ڈسچارج اپ 4.45V سے voltages 350 چکروں دائرے کے کمرے کے درجہ حرارت پر 95 سے زیادہ٪ کے بعد کی صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح.
کام کر سیل کے نظام کیلشیم آئن، کیلشیم آئن امیر مثبت الیکٹروڈ سیل نظام، منفی چابی مواد کے انتخاب کی حد، الیکٹرولائٹ، نئے multivalent آئنوں پر مبنی تحقیق اور توانائی ذخیرہ کرنے کے آلے کی ترقی کے لئے ایک اہم حوالہ بڑھانے کے لئے.
انجیر پہلے انچارج خارج ہونے والے مادہ وکر کے منفی الیکٹروڈ 1. (ا) الیکٹرولائٹ میں ٹن دھات کیلشیم آئنوں؛ جب (B، C) XRD تجزیہ کیلشیم اور ٹن مصر منفی الیکٹروڈ پیدا کہ Ca7Sn6 چارج کے دوران alloying رد عمل، خارج ہونے والے مادہ کے دکھایا. Ca7Sn6 ہونے کے لیے ردعمل alloying؛ چار منظرناموں دستیاب (D، E) کیلشیم آئنوں اور ٹن تعلقات اور مصر مرحلے Ca7Sn6 کے پابند توانائی؛ (چ) چارج اور سب سے پہلے میں سوستانی کشیدگی electrochemical کی ٹیسٹ کے نروہن کے دوران ایک ٹن منفی الیکٹروڈ وکر.
شکل 2. (الف) کیلشیم آئن بیٹری کی تشکیل اور کام کرنے والے اصول؛ (ب) مختلف voltages پر گرافائٹ مثبت الیکٹروڈ کے XRD پیٹرن؛ (c) ٹن منفی بیٹری پر مختلف اینڈس میں چار عنصر دباؤ مزاحم الیکٹرولی سسٹم کی لکیری سکیننگ. وولٹ امپری وکر؛ (د) کیلوری الیکٹرولی سسٹم کی ہائی ولٹیج ٹیسٹ کی وکر 100 ایم اے / جی کے موجودہ گھلنشیل پر (کثافت)؛ (ای) ایک کیلشیم آئن بیٹری کے چارج ڈسچارج وکر (کیلشیم آئن بٹن سیل دو پیلے رنگ کے ایل ای ڈی سیریز) (F) کی شرح کارکردگی، (ز) ڈسچارج دباؤ لوپ کے موڑ (انسیٹ دائرے انچارج خارج ہونے والے مادہ وکر 320-350) اور (H) مختلف چارج اور سائیکل کے مادہ وکر اوپر کی تعداد کے ساتھ مختلف ہوتی ہے .
