Кальций широко доступный и недорогой материал с более высокой плотностью энергии, чем литий. Его свойства позволяют ускорить транспорт ионов и диффузию в электролите и катоде по сравнению с магнием и цинком, другими альтернативами литий-ионной батарее. Однако пока кальциевые батареи остаются экономически не выгодными из-за отсутствия эффективного электролита и подходящего катодного материала.

В 2021 году ученые из Университета Тохоку предоставили решение проблемы электролита, предложив новый безфторный кальциевый электролит на основе водородной группы. Он проявил значимо более высокие электрохимические показатели, например, высокую проводимость и электрохимическую стабильность, сообщает Science Daily.

Продолжив исследования, ученые испытали долгосрочную производительность кальций-металлических батарей с катодом из наночастиц сульфида меди и углеродного композита и электролитом на основе гидрида. Будучи природным минералом, сульфид меди обладает превосходными электрохимическими свойствами. Его слоистая структура позволяет хранить различные катионы, включая литий, натрий и магний. Его теоретическая производственная мощность на две трети выше, чем у катодов литий-ионных батарей.

Путем создания наночастиц и их соединения с углеродными материалами ученые смогли получить катод, пригодный для накопления большого количества ионов кальция. Вместе с водородистым электролитом они изготовили батарею с чрезвычайно стабильным циклом. После 500 циклов емкость батареи составила 92%.

Крупнейший в Китае производитель аккумуляторов представил на автосалоне в Шанхае аккумулятор на основе конденсированного вещества. Полутвердотельная батарея с инновационным электролитом, а также сепаратором и анодом из новых материалов сможет обеспечить плотность энергии 500 Вт*ч/кг.