《表1 多价金属离子半径以及氧化还原电势》

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《钙金属电池的研究进展》

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自20世纪90年代初索尼公司与A&T公司先后推出商品化的锂离子电池以来，锂离子电池逐渐占据了便携式电子设备电源的主要市场份额。然而，随着如电动汽车、智能穿戴设备等新兴行业的不断发展，人们对储能器件能量密度、成本及安全性提出了更高要求。传统锂离子电池目前已经逐渐无法满足多领域、多方位的应用需求。同时，锂资源问题也成为限制锂离子电池进一步发展的瓶颈。为了解决目前危机，科学界已开始把焦点转向开拓其它新型电池体系。其中，以钙、镁、锌、铝等为负极的低成本、多价金属电池凭借巨大的储量及极高的安全性近年来得到了较多的关注。此外，与单离子电池相比，多价金属的多电子过程有望进一步提升二次电池能量密度的极限[1]。相比之下，钙金属电池的特点尤为突出:（1）钙元素在地壳中的储量排名第五；（2）金属钙的标准电极电势（-2.87 V，vs.SHE）与锂的标准电极电势（-3.04 V，vs.SHE）更接近；（3）Ca2+与其它多价离子相比，由于其离子半径大导致电荷密度低，因此在电池正极反应的动力学方面具有一定的优势[2]。