作为锂离子电池的潜在替代品，可充电钙金属电池具有高能量密度、成本效益和天然元素丰度等优势。然而，诸如电解质对钙金属的钝化以及缺乏具有高效 Ca²⁺ 存储能力的正极材料等挑战阻碍了实用钙金属电池的发展。

为了克服这些限制，日本东北大学Shin-i. Orimo验证了 CuS 正极在 Ca 金属电池中的适用性及其电化学性能。

文章要点

1）非原位光谱和电子显微镜结果表明，包含良好分散在高表面积碳基质中的纳米颗粒的 CuS 阴极可以作为通过转化反应存储 Ca²⁺的有效阴极。

2）这种功能最佳的阴极与定制的弱配位单碳硼烷阴离子电解质，即 1,2-二甲氧基乙烷/四氢呋喃中的 Ca(CB₁₁H₁₂)₂ 相结合，可在室温下实现可逆的 Ca 电镀/剥离。该组合提供了具有超过 500 个循环的长循环寿命和基于第 10 个循环的容量的 92% 的容量保持率的 Ca 金属电池。

该研究证实了钙金属负极长期运行的可行性，可以加快钙金属电池的发展。

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Kazuaki Kisu. Et al, Calcium Metal Batteries with Long Cycle Life Using a Hydride-Based Electrolyte and Copper Sulfide Electrode, Adv. Sci. 2023, 2301178

DOI: 10.1002/advs.202301178

https://doi.org/10.1002/advs.202301178