巴塞罗那7月17日电(EFE)——西班牙巴塞罗那材料科学研究所(ICMAB-CSIC)的研究人员取得重大突破,首次成功从金属氧化物中通过电化学方式提取钙元素。这一成果标志着可充电钙离子电池的研发向前迈进了一大步,未来有望取代目前主流的锂离子电池。
这项研究发表在《Dalton Transactions》期刊上,由ICMAB与丰田欧洲公司(Toyota Motor Europe)合作完成。研究证实,该特定金属氧化物可作为未来可充电钙离子电池的正极(阴极)材料,解决了长期以来制约钙电池发展的核心难题之一。
项目首席研究员玛丽亚·罗莎·帕拉辛(María Rosa Palacín)指出,钙离子电池相比现有的锂离子电池,具有更高的能量密度和更低的制造成本,是极具潜力的替代方案。此次发现的独特之处在于,该材料能够可逆地提取和嵌入钙离子,而这一特性此前一直难以实现,也是钙电池商业化面临的主要障碍。
在实验中,研究团队使用了钙钴氧化物,并详细观测了电化学提取钙后其晶体结构的变化。这并非该团队的孤立发现,早在2016年,帕拉辛团队就曾率先证明金属钙可作为理想的负极(阳极),当时这一观点在科学界尚存巨大争议。
尽管相关技术已获得专利,但研究人员也保持理性,指出要将钙离子电池推向市场,仍需进一步提高正极材料的可逆性并优化电池整体组件。目前,全球范围内尚未出现可充电钙离子电池的成熟原型。不过,随着锂离子电池技术经过近30年的市场验证与迭代,其成熟的产业链和工程经验有望为钙电池的快速崛起提供重要借鉴。
对于中国电池产业而言,钙离子技术路线的突破提示我们,在锂资源日益紧缺的背景下,应密切关注非锂金属电池的基础研究进展,提前布局下一代储能技术的专利与产业链生态。
