豐橋技術(shù)大學(xué)電氣與電子信息工程系的研究小組報(bào)告說(shuō)，在電解液中加水可以改善氧化釩的功能，氧化釩是鈣離子電池中的正極材料之一。雖然已知電解質(zhì)中的水會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)面影響，但現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)它會(huì)帶來(lái)加速鈣離子電池常規(guī)緩慢反應(yīng)的現(xiàn)象。本研究的結(jié)果表明，這種現(xiàn)象是由電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化引起的。據(jù)信，這一發(fā)現(xiàn)將極大地有利于將來(lái)用于實(shí)施鈣離子電池的電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)。     二次電池是支持各種行業(yè)的寶貴資源。如今，二次電池需要更強(qiáng)大，以應(yīng)對(duì)可再用能源和電動(dòng)車(chē)輛的更多使用。鋰離子二次電池已經(jīng)廣泛用作強(qiáng)大的二次電池。然而，近年來(lái)，二次電池的安全性受到了無(wú)數(shù)引用燃燒的報(bào)道的質(zhì)疑。展望未來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)的增長(zhǎng)，我們當(dāng)前社會(huì)對(duì)電池的需求預(yù)計(jì)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這意味著對(duì)鋰的需求增加，反過(guò)來(lái)又會(huì)出現(xiàn)價(jià)格上漲和潛在資源枯竭等問(wèn)題。

    鈣離子電池是一種下一代二次電池，不使用鋰，可以達(dá)到與鋰離子電池相媲美的電池電壓。與鋰離子電池相比，鈣離子電池更安全，生產(chǎn)成本更低，資源更豐富。雖然鈣離子電池由于這些原因目前正引起關(guān)注，但它們?nèi)匀淮嬖谠S多問(wèn)題。其中一個(gè)問(wèn)題是它們的運(yùn)行速度遠(yuǎn)低于鋰離子電池。

    在這項(xiàng)研究中，豐橋大學(xué)報(bào)告說(shuō)，通過(guò)在電解液中加水可以提高鈣離子電池的運(yùn)行速度。測(cè)試結(jié)果的曲線圖表明，充電/放電期間發(fā)生的過(guò)電壓隨著添加的水量的增加而大大降低，并且反應(yīng)沒(méi)有任何問(wèn)題地進(jìn)行。作為各種試驗(yàn)的結(jié)果，證明了這種現(xiàn)象是由于通過(guò)添加水而極大地改變了電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)的事實(shí)。該研究的第一作者Yoshiaki Murata博士解釋說(shuō)，“電解質(zhì)由正離子（鈣離子），負(fù)離子和溶劑分子組成，加入水后鈣離子周?chē)臓顟B(tài)會(huì)發(fā)生很大變化。意思是，為了改善鈣離子電池的性能，優(yōu)選地，電解質(zhì)中的鈣離子不附著負(fù)離子，并且容易分離的溶劑分子附著在鈣離子上。雖然我們?nèi)匀恍枰l(fā)現(xiàn)具有這些不含水的特性的電解質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)鈣離子電池，但這種現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)肯定有助于未來(lái)的電解質(zhì)發(fā)展。“

    本研究的結(jié)果實(shí)際上是在研究新電解質(zhì)時(shí)獲得的次要結(jié)果。電解質(zhì)在顯影時(shí)需要充分脫水，但這種脫水過(guò)程很困難。本研究是在測(cè)試不充分脫水的電解質(zhì)的同時(shí)改進(jìn)電池的特性進(jìn)行的。雖然有報(bào)道稱(chēng)由于添加水而使鎂離子電池等性能提高的現(xiàn)象，但其背后的機(jī)理尚不清楚。令人驚訝的是，在鈣離子電池中可以看到同樣的現(xiàn)象，并且我們認(rèn)為闡明這種行為背后的機(jī)制將證明對(duì)電解質(zhì)的未來(lái)發(fā)展有用。

    我們的研究團(tuán)隊(duì)正在尋求基于這種新發(fā)現(xiàn)的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)和評(píng)估新電解質(zhì)，從而改善鈣離子電池的性能。此外，我們并不是唯一一個(gè)研究這個(gè)的人; 近年來(lái)，對(duì)鈣離子電池的研究數(shù)量迅速增加。最終，我們希望開(kāi)發(fā)一種能夠與鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)或超越的鈣離子電池。