合金负极在钾离子电池中具有很高的容量，但其严重的容量衰减阻碍了其实用化。其失效机制传统上被认为是由于其体积变化较大和脆弱的固体电解质界面所致。

近日，中科院长春应化所明军研究员，韩国汉阳大学Yang-Kook Sun，阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef报道了通过电解液工程可以实现稳定即使是块状的锑（Sb）合金负极。

文章要点

1）实验结果显示，Sb负极在100和3000 mA g^-1的电流密度下分别具有628和305 mAh g^-1的极高容量，并在200次以上的循环中保持稳定。有趣的是，并不需要进行纳米结构工程或碳修饰就可以实现这一优异电化学性能。

2）研究发现，K⁺溶剂化结构的变化受电解质组成（即阴离子、溶剂和浓度）的调节，是获得这一优异性能的主要原因。此外，研究人员还提出了基于K⁺-溶剂-阴离子络合行为的界面模型。K⁺-溶剂-阴离子络合物的电负性可以通过改变溶剂类型和阴离子种类来调节，以预测和控制电极的稳定性。

这项研究揭示了合金负极的失效机理，同时为用于稳定金属离子电池合金负极的电解液设计提供了新的指导思想。

参考文献

Lin Zhou, et al, Electrolyte-Mediated Stabilization of High-Capacity Micro-Sized Antimony Anodes for Potassium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202005993

https://doi.org/10.1002/adma.202005993