复旦大学研发室温下可充钙-氧电池　可制成穿戴式纺织电池

复旦大学研发出新型钙-氧气电池，可在室温条件下充放电，稳定运行700次循环，具有高柔性和高安全性、较低成本等优势。该电池还可制成柔性纤维并编织，用于下一代可穿戴系统的纺织电池。

该研究由复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先进材料实验室、聚合物分子工程国家重点实验室彭慧胜/王兵杰团队，联合王永刚、周豪慎、陆俊等合作者完成。

据介绍，钙或钙的化合物被氧化，生成其他氧化物，是钙-氧电池的基本原理。在理论上，钙-氧电池可以做到低成本、高容量，因为它在基于金属钙的电池中具有最高的理论能量密度，且中国的钙资源相对丰富。

不过，很少有电解质可以同时容纳或匹配具有高还原性的钙金属负极和氧气正极。而且钙-氧电池的放电产物往往比较惰性，难以实现多次充放电。

研究团队通过系统设计溶剂、电解质盐以及电解质配比，制备出基于二甲基亚砜/离子液体的新型电解质。

新型钙-氧气电池主要由三个部分构成：金属钙负极、碳纳米管空气正极和有机电解质。该电池通过使用耐用的离子液体新型电解质，在室温下促进负极的钙金属镀层剥离，并改善空气正极的氧化还原反应，实现高度可逆的双电子反应。该电池的放电产物是过氧化钙。

研究人员表示，新型钙-氧气电池的设计兼顾了性能、成本、环境可持续性要求以及柔性电子设备中应用的要求。

其中，正极材料不含昂贵的贵金属催化剂，并利用空气中的氧气作为反应物；负极材料成本较低，还具有较高的理论容量；电解质在室温下表现出高离子导率和稳定的电化学特性，提升了电池的整体安全性。

2月7日，相关成果《室温下可充钙-氧气电池》（A rechargeable calcium-oxygen battery that operates at room temperature）已在线发表于国际学术期刊《自然》（Nature）。