虽然石墨材料本身具有价格低廉、储量丰富、环境无害等优点,是钾离子电池的潜在阳极材料,但是石墨材料的循环寿命较低,这是因为其有机电解液中的固体电解液界面(SEI)将发生严重的分解。有鉴于此,湖南大学鲁兵安、韩旭等报道了一种简单可行方法,首次构建了超薄、均匀、致密、稳定的人工无机材料SEI界面,这种界面通过商业购买的石墨阳极制备得到,使用传统碳酸盐电解液过程中,实现了长期稳定循环钾离子电池,在100 mA g-1中实现1000次循环(可逆容量达到260 mAh g-1),较高的库伦效率(99.9 %),同时容量不会发生明显衰减。
商业石墨阳极和人工无机材料SEI界面在经典碳酸盐电解质中实现了93 %的初始库伦效率(ICE),这个效率是目前被报道的最好结果。
这种人工的无机材料SEI界面抑制了电解液在钾的沉积/脱嵌过程中分解,提供了一种一步构建无机SEI薄膜的方法。由于这种较高的ICE和长期循环稳定性,有望实现钾离子电池的快速发展和商业化。
参考文献
Qian Liu, Apparao M. Rao, Xu Han,* Bingan Lu,* Artificial SEI for Superhigh‐Performance K‐Graphite Anode, Adv. Sci. 2021, 2003639.
DOI: 10.1002/advs.202003639
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202003639