钙金属具有低氧化复原电位和多价性等特性，结合我国丰厚的钙资源，根据金属钙的电池系统在未来的动力使用中具有宽广远景。

  近来，复旦大学纤维电子资料与器材研讨院、高分子科学系、先进资料实验室、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，创建出一种新式钙-氧气电池，该电池可在室温条件下进行电化学充放电，并安稳运转700次循环，展现出高安全性和较低本钱等优势。2024年2月7日，相关效果以《室温下可充钙-氧气电池》（A rechargeable calcium-oxygen battery that operates at room temperature）为题在线发表于《天然》（Nature）主刊。

  在根据金属钙的电池中，钙-氧气电池具有最高的理论单位体积内的包括的能量, 但现在没有完结能够在室温下安稳充放电的钙-氧气电池。其间的核心问题和应战在于，钙金属负极具有高电化学活性，容易形成电解液被复原分化并在电极标明发生钝化层，使得钙金属负极失效；空气正极具有高电极电势，容易形成电解液氧化分化，正极电化学功能敏捷阑珊。现在仍难以找到一种能与钙金属负极相匹配，且能习惯高电极电势空气正极的电解质，严峻限制了钙-氧气电池的开展。

  为了处理这一应战，团队经过系统模块规划溶剂、电解质盐以及电解质配比，成功制备出一种根据二甲基亚砜/离子液体的新式电解质，有用满意了电池正负极的高要求，构建了可室温作业的新式钙-氧气电池（附图1）。

  该研讨开展出的钙-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。该电池规划不只优化了功能和本钱，也统筹了环境的可持续性与在柔性电子设备中的使用要求。其间，金属钙负极不只本钱较低，还具有较高的理论容量，有利于全电池完结较高的单位体积内的包括的能量。一起，可进一步将金属钙负载到柔性基底上，得到柔性的金属钙负极，为完结柔性钙-氧气电池奠定根底；电解质选用根据二甲基亚砜/离子液体系统，这种电解质在室温下不只体现出了高离子导率，还展现了安稳的电化学特性，显着提升了电池的全体安全性；正极资料则选用了较为环保的碳资料，不含贵重的贵金属催化剂，并使用空气中的氧气作为反应物，有助于下降电池的制作本钱。

  该办法构建的钙-氧气电池在室温条件下能够在必定程度上完结放电产品的可逆生成和分化，支撑了长达700次的充放电循环寿数（附图2）。在此根底上，该研讨团队还成功构建出一起具有高柔性和高安全性的钙-氧气电池，为柔性电池开展供给了新思路。

  图2. 钙-氧气电池放电产品的可逆生成和分化（左）与充放电循环安稳性（右）

  彭慧胜/王兵杰团队博士生叶蕾、廖萌和张琨为一起榜首作者，该研讨作业得到科技部、国家天然科学基金委、上海市科委等项目赞助和科学探究奖支撑。