鉅大LARGE | 點擊量：251次 | 2023年10月23日
西班牙研發(fā)鈣電池替代鋰電池
參考消息網(wǎng)二月二十二日報道據(jù)西班牙《國家報》網(wǎng)站二月十五日報道，西班牙研究人員正在研發(fā)一種用鈣代替鋰的原型電池。
自發(fā)現(xiàn)電以來，發(fā)明家們一直致力于尋找儲存電能的方法。沒過多長時間，電池就成為最常見的化學(xué)儲能方式，但為了使電池便于攜帶以及可充電，他們又耗費了幾個世紀(jì)的時間來調(diào)整電池的元素組合，最終形成了今天人類賴以生活和生產(chǎn)的電池設(shè)備。
作為便攜式電子設(shè)備時代的真正主角，鋰電池似乎注定要取得空前的成功。鋰的提取成本高昂，處理起來也很危險，這使其變得難以加工和回收。對鋰的需求超過了可用的資源。鋰資源的特點是在地理上孤立分布（在澳大利亞荒野等地方被人發(fā)現(xiàn)），這提升了鋰供應(yīng)鏈的復(fù)雜性。
歐盟的數(shù)據(jù)顯示，到2050年，要滿足電動汽車的電池需求，以及儲存達到歐盟綠色協(xié)議設(shè)定的碳排放目標(biāo)所需的可再生能源，歐盟要的鋰將是當(dāng)前供應(yīng)的60倍。
基于此前提，巴塞羅那材料科學(xué)研究所的羅莎·帕拉辛等研究人員，正試圖利用歐洲現(xiàn)有的儲量更豐富的元素，來制造具有相似性能的電池。她和她率領(lǐng)的團隊（成員來自多個歐盟國家）已著手研制基于鈣的原型電池。鈣在元素周期表中的位置靠近鋰。該計劃由隸屬歐洲創(chuàng)新理事會的一項基金資助，并被命名為CARBAT項目。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈣是一種極為常見的元素，儲量約為鋰的2000倍，存在于骨骼、黏土等許多其他物質(zhì)中。帕拉辛說："它是地殼中最豐富的元素之一。它不像鋰那樣集中在特定的地理區(qū)域。而假如原材料成本低廉，那么用其制造的電池也能具備這樣的優(yōu)勢。"
和鋰電池使用石墨作為負極相比，使用鈣作為負極更加有優(yōu)勢，因為它的能量密度更高，即每公斤儲存能量的能力更強。
帕拉辛說："用這種配置的話，理論上，我們可以在使用金屬作為電極之一的情況下，使能量密度達到非常高的水平。"
鋰電池的能量密度無法達到這種水平，因為它們不能使用高活性的金屬鋰作為電極。這樣做通常會形成微小的剛性樹狀結(jié)構(gòu)，稱為樹突，多次使用后可能會導(dǎo)致電池短路甚至爆炸。
帕拉辛說："在電動汽車使用相同規(guī)格電池的情況下，假如能找到合適的正極，將能夠延長續(xù)航里程。"
然而，選擇打造原型電池所需的其他組件（例如離子流過的電解液）的過程很復(fù)雜。帕拉辛說："鈣離子和溶劑分子之間的許多相互用途發(fā)生在電解液中，這會降低鈣的流動性。"電解液出色的導(dǎo)電性將有助于離子加快移動速度，從而增大電池的功率。
為了克服這一障礙，研究人員開發(fā)了各種鹽和溶劑的模型，為的是找到一種能夠在鈣電極上形成鈍化層以促進離子移動的電解液。帕拉辛說："似乎所有發(fā)揮功效的電解液都含有硼。"
