由于其更高的能量密度，钾离子储能装置可作为大规模储能系统一种理想的选择，但是因为钾离子尺寸大（1.38 Å），使得钾离子的嵌入极大地降低了电极结构和SEI膜的稳定性，且会发生严重的体积膨胀，导致循环稳定性极差，容量快速衰减。
受生活中的气泡包裹的启发，中国海洋大学柳伟教授报道了通过一种简便的种子诱导发泡方法，在微观尺度上设计了一种类似的气泡包裹状多孔碳片（BPCSs），具有强大的结构稳定性和良好的体积膨胀适应性。
文章要点：
1）BPCSs是一种“树冠-茎型”多孔结构，具有刚性-柔韧性的耦合特征，可以有效地缓冲体积变化并在K+插入过程中保持多孔骨架的稳定性。同时，通过碳酸根基团的界面转移行为，形成了以K2CO3•1.5H2O为主的结晶SEI膜，这为SEI膜提供了更好的稳定性和更多的离子转移途径。
2）制备的BPCSs在PIB和PIHC中均具有高可逆容量，出色的倍率性能和长期循环稳定性等方面的综合性能。作为钾离子电池负极的BPCSs在50 mA g-1时的可逆容量为463 mAh g-1，在10 A g-1时的可逆容量为195 mAh g-1，同时具有长循环寿命。组装后的BPCS//NPC钾离子混合电容器表现出167 Wh kg-1的高能量密度和出色的循环能力，此外，在10000次循环后的容量保持率为80.8％，库仑效率接近100％。即使电流密度为10 A g-1，该器件仍然可以在5000个循环中以9200 W kg-1的功率密度提供92.9 Wh kg-1的能量密度，每个循环仅衰减0.002％，可以与锂离子混合超级电容器媲美。
总而言之，该研究工作不仅可以设计和构造钾离子体系中的先进电极材料，而且还可以为改进SEI膜提供方向，这对于探索其他储能系统也将有所帮助。
Wenting Feng, et al, A Rigid-Flexible Coupling Carbon Skeleton and
Potassium Carbonate-Dominated Solid Electrolyte Interface Achieving Superior Potassium Ion Storage, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c01073
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01073
