近日，德国乌尔姆亥姆霍兹研究所的Zhirong Zhao-Karger教授等研究者展示了钙-锡(Ca-Sn) 合金作为钙离子电池阳极的适用性并阐明了其电化学性能。文中演示的钙离子电池（由Ca-Sn合金阳极、醌基聚合物阴极和与高效硼酸盐Ca[B(hfip)₄]₂电解质组成）表现出了优良的性能，可输出1.8V电压，且在260 mA g^-1的特定电流下可运行至少5000次循环。新型Ca-Sn合金阳极的发现为高性能钙离子电池开辟了一条有希望的途径。研究成果以题为“Calcium-tin alloys as anodes for rechargeable non-aqueous calcium-ion batteries at room temperature”发布在国际著名期刊Nature Communications上。本文开发了一种由醌基聚合物阴极和Ca-Sn合金阳极与高效硼酸盐Ca[B(hfip)₄]₂电解质组合而成的钙全电池。这个完整的电池原型表现出约1.8V的电池电压，并且可以在260mA g^-1的特定电流下运行至少5000次。对电化学过程中合金电极的组成和微观结构特征的电子显微镜和晶体学调查显示，微米大小的块状Ca-Sn电极材料可以通过最初的电化学处理转化为活性Sn，原位形成的独特的相互连接的多孔结构有利于循环稳定性。这项研究表明，钙电池合金阳极可逆性设计不仅要考虑合金成分，还要考虑微观结构。此外，微米大小的Ca-Sn合金粉末可以被直接合成，具有大规模应用的潜力。使用全电池配置而不是传统的半电池设置，可以为发现钙离子电池的新电极材料提供一个可行的选择。未来在定制合金成分和探索高电压阴极方面的工作可能会产生能量更强的全电池。