钙（Ca）金属电池因其高丰富度和无枝晶循环而在锂电池化学中极具应用前景，钙金属上的离子阻挡钝化层阻止了非质子有机电解质中钙的沉积。近日，香港理工大学徐正龍、以色列巴依兰大学Doron Aurbach通过使用硼酸盐基电解质溶液克服了这一限制，但实现可逆钙金属沉积的电极/电解质界面化学仍不明确。

本文要点：

1) 作者阐明了在四（六氟异丙氧基）硼酸钙（Ca[B（hfip）₄]₂）和甘醇二甲醚电解质溶液中浸入钙金属电极时以及电化学钙沉积/溶解过程中钝化层的形成和动态演变。

2) 在老化时，形成包含多孔Ca金属和Ca离子传导固体电解质界面的天然钝化层。在随后的电化学循环中，与新鲜的钙电极相比，预钝化的钙金属具有更优的活性。然而，电解质溶液可以渗透钝化层，进一步腐蚀钙金属，形成二次钝化层，从而损害循环稳定性。另一方面，天然钝化层可以促进钙金属在其他不相容的电解质溶液中的可逆性，例如甘醇二甲醚中的钙（TFSI）₂。

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Huijun Lin et.al Deciphering the dynamic interfacial chemistry of calcium metal anodes EES 2024

DOI: 10.1039/D4EE01257G

https://doi.org/10.1039/D4EE01257G