钾离子电池（PIBs）由于钾的天然丰度和相对较低的氧化还原电位，在下一代电化学储能技术中具有巨大应用潜力。为了适应K离子的大离子半径，转换型电极材料被认为是合适的K离子存储候选负极材料。然而，大多数PIBs负极材料的转化反应触发机理尚不清楚，这限制了其进一步发展。

近日，清华-伯克利深圳学院成会明院士，周光敏副教授报道了以MoSe₂、MoS₂和MoO₂为模型材料，在理论计算的指导下，对K离子的储存过程进行了研究。

文章要点

1）非原位表征发现，由于MoSe₂和MoS₂比MoO₂具有更大的层间距和更低的K离子插层势垒，插层反应优先发生在MoSe₂和MoS₂上，而吸附反应优先发生在MoO₂上。优先插层反应能够通过降低反应势垒来诱导进一步的转化反应，从而实现高K离子存储容量。

2）结果表明，MoSe₂-rGO和MoS₂−rGO杂化材料比MoO₂−rGO杂化材料具有更高的可逆容量。

通过论证插层与转化反应之间的关系，了解其机理，为选择电极材料以获得高性能的PIBs提供了指导。

Jinzhi Sheng, et al, Intercalation-Induced Conversion Reactions Give High-Capacity Potassium Storage, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c06606

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c06606