西班牙研制钙电池代替锂电池

西班牙研究人员正在研发一种用钙替代锂的原型电池。

自发现电以来，发明家们一向致力于寻觅贮存电能的办法。没过多久，电池就成为最常见的化学储能方法，但为了使电池便于带着以及可充电，他们又耗费了几个世纪的时刻来调整电池的元素组合，终究构成了今日人类赖以日子和出产的电池设备。

作为便携式电子设备年代的真实主角，锂离子电池好像注定要获得空前的成功。锂的提取本钱昂扬，处理起来也很风险，这使其变得难以加工和收回。对锂的需求超过了可用的资源。锂资源的特点是在地舆上孤立散布（在澳大利亚荒野等当地被人发现），这提升了锂供给链的杂乱性。

欧盟的数据显现，到2050年，要满意电动汽车的电池需求，以及贮存到达欧盟绿色协议设定的碳排放方针所需的可再生能源，欧盟需求的锂将是当时供给的60倍。

根据此条件，巴塞罗那材料科学研究所的罗莎·帕拉辛等研究人员，正试图运用欧洲现有的储量更丰厚的元素，来制作具有类似功能的电池。她和她带领的团队（成员来自多个欧盟国家）已着手研发根据钙的原型电池。钙在元素周期表中的方位接近锂。该方案由从属欧洲立异理事会的一项基金赞助，并被命名为CARBAT项目。

钙是一种极为常见的元素，储量约为锂的2000倍，存在于骨骼、黏土等许多其他物质中。帕拉辛说：“它是地壳中最丰厚的元素之一。它不像锂那样会集在特定的地舆区域。而假如原材料本钱低价，那么用其制作的电池也能具有这样的优势。”

与锂离子电池运用石墨作为负极比较，运用钙作为负极更有优势，由于它的能量密度更高，即每公斤贮存能量的才能更强。

帕拉辛说：“用这种装备的话，理论上，咱们可以在运用金属作为电极之一的情况下，使能量密度到达十分高的水平。”

锂离子电池的能量密度无法到达这种水平，由于它们不能运用高活性的金属锂作为电极。这样做通常会构成细小的刚性树状结构，称为树突，屡次运用后可能会导致电池短路乃至爆破。

帕拉辛说：“在电动汽车运用相同标准电池的情况下，假如能找到适宜的正极，将可以延伸续航路程。”

但是，挑选打造原型电池所需的其他组件（例如离子流过的电解液）的进程很杂乱。帕拉辛说：“钙离子和溶剂分子之间的许多相互作用发生在电解液中，这会下降钙的流动性。”电解液超卓的导电性将有助于离子加速移动速度，然后增大电池的功率。

为了战胜这一妨碍，研究人员开发了各种盐和溶剂的模型，为的是找到一种可以在钙电极上构成钝化层以促进离子移动的电解液。帕拉辛说：“好像一切发挥成效的电解液都含有硼。”