钙离子可以作为一个替代锂离子电池技术(库),把好处由于其丰度和低成本。本文讨论了钙在电池和使用的潜力如何比较其属性和锂和钠电池。
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电池材料的安全性和可持续性的担忧被利用正在增长。欧洲杯足球竞彩长期使用的锂能源存储设备可能是由于即将短缺的担忧,过度的价格,和安全。结果,一个叫做“赌场”合作项目2022年9月开始探索的可能性calcium-sulfur(这样)电池锂离子电池替代。
锂离子电池的局限性
在许多方面,锂,历来是传统电池的一个组成部分,是理想的元素一个电化学的电池,因为它结合了高电压,高电流存储和快速离子迁移。紧凑的电池和快速充电和放电成为可能。然而,树突,可重复充电和发展后,在最坏的情况,导致内部短路,使锂离子系统更容易着火。锂储备也不足,未找到所有大洲;矿业因此争议,和回收锂是昂贵的。
限制钠电池
化学相似性锂和钠钠电池(SIB)行业的加速发展。然而,这种技术解决实际的约束是必要的竞争性能。第一个周期后的不可逆容量损失,大大降低了实际电池能量密度,是最大的问题。
因为钠盐更可溶性比库,兄弟姐妹有严重的界面不稳定性问题。这有两个负面影响循环寿命:加速电解质分解,降低了循环寿命,而且可能导致可溶性物种迁移到正极,鼓励电池自放电。
钙作为电池材料
类似于镁,铝,锌,钙是一种多价金属,是400倍,因此更便宜。也广泛使用和公平分布在地球。类似于锂、钙有巨大的存储容量和电池电压和短路更安全,因为它不运作,形成通常的树突。
使用钙的最大问题是,它反应容易和表面形式层暴露在水分、氧气,甚至使用的电解液电池。氧化表面阻碍有效的充电和放电,阻碍离子扩散。因此,建立一个合适的电解质假定了至关重要的作用。此外,使用硫阴极产生可溶性多硫化合物,还必须避免,因为他们可以阻碍Ca阳极。
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由于其广泛的可用性和低成本,已经研究了钙在电池中使用。然而,扩散动力学和循环稳定性受到更大的规模和更高的钙离子电荷密度比锂。
最新进展
在最近的一项研究由Lakhnot等人发表在杂志上应用物理科学欧洲杯线上买球斜方晶系的,三角形的,正方钼氧化钒的多晶型物(MoVO)用作主机开发一个水的钙离子随电池。因为这些晶体通常包含广泛的六角形和七边形的隧道,使随水流扩散简单,斜方和三方MoVOs比正方的表现更好。
在这项研究中,作者发现三角形MoVO能够达到一个特定的容量为203 mAh g10.2°C和60 mAh g1在20°C,快100倍。斜方晶系的,三角的多晶型物open-tunnel结构进一步提高循环稳定性和可逆性。研究小组阐明,基于文献的调查,MoVO最好的演出之一了钙离子存储,记录日期。
研究人员指出,由于钙离子是更大,比锂离子电荷密度更高,插层钙离子在电极材料是很困难的。欧洲杯足球竞彩作为一个潜在的解决,他们提出了氧化结构开阔的差距有七边形的和六角通道。
作者认为这可以创建高性能的机会随电池,可以提供一个实用和环保锂电池的替代品。
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引用和进一步阅读
电池新闻,德国——可持续电池基于钙和硫,2022年12月7日。https://batteriesnews.com/germany-sustainable-batteries-based-calcium-sulfur/
随电池突破可以提供替代锂离子电池,工程师,2022年8月3日。https://www.theengineer.co.uk/content/news/calcium-ion-battery-breakthrough-could-offer-alternative-to-lithium-ion-cells/
Lakhnot, a S。Bhimani, K。Mahajani, V。等人,可逆的和快速的钙质夹层钼钒氧化物,应用物理科学,119 (30)e2205762119 (2022)。欧洲杯线上买球https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2205762119
Ponrouch,。、Palacin m R。Post-Li电池:承诺和挑战,费罗斯反式数学物理Eng Sci, 377 (2152), 20180297 (2019)。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/欧洲杯猜球平台articles/PMC6635625/
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