东北大学研究团队开发新型电解质以支持可充电钙电池

东北大学的科学家们开发出了一种基于氢（单碳硼烷）簇的新型无氟钙（Ca）电解质，有可能实现可充电钙电池。有关该工作的公开论文发表在《自然科学报告》上。

研究人员表示，通过设计Ca阳离子与弱配阴离子的配位结构和混合溶剂实现的新材料，显示出明显改善的电化学性能，如高导电性和高电化学稳定性。

当前的锂离子（Li-ion）电池具有一些缺点。他们正在接近其理论能量密度和成本的需求极限，而锂资源在自然中并不丰富。

但是，钙是地壳中含量第五高的元素，其金属阳极的还原电位低（相对于标准氢电极（SHE）为2.87 V），体积容量为2072 mAh cm ^-3，因此可比电池电压和能量密度达到锂的密度。因此，钙电池具有成本效益，并具有较高的电池性能，使其成为锂电池的合适替代品。

然而，由于缺乏具有还原/氧化稳定性和高离子电导率的合适电解质，在实现钙电池之前仍存在许多挑战。此外，对于实际的Ca电解质而言，实现无氟体系是理想的，因为含氟电解质会固有地在电极上诱导CaF _2的形成，这会阻碍Ca的扩散以及Ca的镀覆和剥离过程。

东北大学的研究小组由日本材料研究所（AIMR）的Kazuaki Kisu和Shin-ichi Orimo领导，由于其高的还原性和氧化稳定性，因此利用了氢簇阴离子，从而提供了广阔的潜在窗口和对金属阳极（如Li，Na和Mg）表现出出色的稳定性。

这是一种具有强大电化学性能的新型Ca电解质。该研究成果是钙电池的突破。

使用新型无氟电解质的钙电池，该电解质使用具有高电导率和高电化学稳定性