钙基电池：下一代低成本、高能量密度储能技术

叶蕾，廖萌，王兵杰，彭慧胜 （复旦大学聚合物分子工程全国重点实验室，高分子科学系，纤维电子材料与器件研究院，先进材料实验室）

摘要：全球能源需求不断增长，钙基电池因其资源丰富（钙在地壳中的储量约为锂的2500 倍）、电化学性能优异（体积比容量高达2073 mA·h·cm−3）以及环境友好等优势，被视为下一代高性能储能技术的有力竞争者。然而，钙基电池的发展仍面临多重挑战，包括金属钙难以实现高效可逆的沉积/剥离、电解液体系电化学稳定窗口有限，以及高性能正极材料匮乏等关键问题。系统梳理了近年来钙基电池领域的研究进展，重点围绕钙负极优化、电解液优化、正极反应体系设计以及新型电池结构构建等方面展开综述。针对当前技术瓶颈，归纳了代表性研究中提出的机制理解与技术策略，探讨了钙基电池在储能场景中的潜在应用前景，提出未来可以优化钙离子的溶剂化结构和界面动力学、扩大离子扩散通道并缓解体积膨胀、提升电极材料的氧化还原电位和容量、开发高性能柔性钙基电池等方面作为发展方向，旨在为推动钙基电池技术突破提供全面的理论依据与技术参考，推动钙基电池走向实际应用，并最终实现其在储能领域的全部潜力。

关键词：钙基电池；正极材料；电解液；负极材料；可持续性