钾离子基电化学储能器件是一种新兴的大规模储能技术，具有丰富的廉价钾资源。然而，由于负极材料动力学缓慢，体积变化大，导致其倍率性能较差，循环性能不足。

近日，西安理工大学Bin Cao报道了设计了一种具有超薄骨架的介孔碳(MCUF)作为负极材料，以获得稳定的大功率储钾性能。

文章要点

1）超薄的骨架及其介孔结构通过调节大量的体积变化和促进钾的快速扩散，协同实现了优异的储钾循环性能和高倍率性能。

2）电化学分析和原位XRD表征表明，MCUF的储钾主要以表面为主，具有良好的电化学动力学、大功率和可逆性。此外，密度泛函理论（DFT）计算结果表明，MCUF在缺陷位具有较高的钾吸附能力和较低的迁移能，相应地可以提供额外的钾存储容量和增强钾的扩散性能，从而获得更高的倍率性能。

3）研究人员将MCUF材料用作负极，制备出的新型的非易燃PICs具有优异的循环性能（6000次循环后保持率高达89.2%)、优异的倍率性能（充电容量为211.5 mAh g^-1，在10 A g^-1时保持71%；放电容量为178.9 mAh g^-1，可在50 A g^-1的超高电流密度下保持60.7%），以及高能量/功率密度（分别为120.2 Wh kg^-1和16.7 kW kg^-1）。

研究工作为揭示碳材料的储钾机理和制备低成本、高性能的非易燃PIC提供了新的思路。

参考文献

Huan Liu , Huiling Du , Wei Zhao , Xiaojing Qiang , Bin Zheng , Ying Li ,

Bin Cao , Fast Potassium Migration in Mesoporous Carbon with Ultrathin Framework Boosting Superior Rate Performance for High-Power Potassium Storage, Energy Storage Materials (2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.05.037

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.05.037