钾离子电池（PIBs）具有成本低、工作电压高、功率大等优点，被认为是未来储能装置的一种很有前途的候选材料。目前关于PIBs电极材料方面，人们已经进行了大量研究，并取得了很大进展。而电解质作为连接正极和负极的桥梁，在决定电池的可逆容量、寿命、倍率能力和安全性等方面同样起着至关重要的作用。

近日，天津大学许运华教授综述了PIBs电解质的研究进展，包括有机液体电解质、离子液体电解质、固态电解质和水电解质，并对电极/电解质界面的工程进行了深入的讨论。

文章要点

1）作者首先总结了Li⁺、Na⁺和K⁺三种可充电电池载流子离子的特性。K⁺的Lewis酸性最弱，将导致与溶剂/阴离子的相互作用最弱，因此与Li和Na电解质相比，较弱的K+离子溶剂相互作用可以促进K⁺的扩散速率和电导率。此外，K⁺与阴离子的相互作用越弱，盐解离度越低，因此会降低K电解质的粘度。此外，阳离子和溶剂都会影响电解质的还原/氧化稳定性。因此，PIBs中电解质成分的优化应不同于LIBs和SIBs中的电解质成分的优化。

2）PIBs电解质对电极材料的本征性能具有至关重要的影响。作者接下来对不同PIBs电解质（主要包括：有机液体电解质、离子液体电解质、固态电解质和水溶液电解质）与各种电极的兼容性、化学/电化学稳定性、离子导电性、K枝晶抑制和安全性等方面进行了总结。

3）SEI特性，包括结构均匀性、溶解性、离子传输能力以及热稳定性、机械稳定性和化学稳定性，也是获得高性能电极的关键因素。，与Li和Na相比，循环过程中K的化学反应活性更高，电极结构的动态变化也更大，因此SEI对PIBs的影响更为显著。作者集中总结了各种K⁺离子电解质中SEI的形成、演化和调节。

4）作者最后指出，在PIBs的设计和开发中，电解质应与电极材料同等优先。此外，当考虑PIBs商业化时，先进电解质的设计应符合以下基本标准：i）高K离子导电性；ii）化学/电化学和热稳定性；iii）能够形成可持续和稳定的电极/电解质界面；iv）成本效益和低毒。

参考文献

Mengfan Zhou, et al, Electrolytes and Interphases in Potassium Ion Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202003741

https://doi.org/10.1002/adma.202003741