具有混合Fe价的黄铁矿Fe₇S₈具有较高的理论容量，高电导率，较低的放电/充电电压平台和优异的氧化还原可逆性，但由于（剧烈的）体积变化，在（去）钾化过程中会发生结构退化。

有鉴于此，北京科技大学刘永畅教授和李平教授等人，设计了一种新颖的分层结构，将碳纳米管中的纳米Fe₇S₈共价键合到3D多层石墨烯上（Fe₇S₈@CNT@3DFG），用于储钾。

本文要点

1）值得注意的是，在Fe₃C的催化作用下，CNTs可以通过尖端生长模型成功地生长在3DFG表面。这种结构可以将0D纳米Fe₇S₈分层限制为1D CNT，再将1D CNT限制为3DFG，有效地缓冲了体积变化，阻止了Fe₇S₈纳米颗粒的团聚，并通过稳定且导电的CNTs接枝的3DFG框架促进了离子/电子传输。

2）所制备的Fe₇S₈@CNT@3DFG电极具有出色的速率能力（在50 mA g^-1时为502 mAh g^-1，在1000 mA g^-1时为277 mAh g^-1），以及出色的长期循环稳定性，最高可达1300次循环。

3）此外，原位XRD和非原位XPS/HRTEM结果首次阐明了Fe₇S₈的高度可逆的钾存储机制。此外，采用Fe₇S₈@CNT@3DFG阳极和钾普鲁士蓝(KPB)阴极设计的电池，能量密度约为120 Wh kg⁻¹，具有广阔的应用前景。

参考文献：

Kun Han et al. Confining Pyrrhotite Fe₇S₈ in Carbon Nanotubes Covalently Bonded onto 3D Few‐Layer Graphene Boosts Potassium‐Ion Storage and Full‐Cell Applications. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202006719

https://doi.org/10.1002/smll.202006719