K金属因其高容量、工作电位低而成为K离子电池的最佳负极。然而，由于固体电解质界面的不稳定性，K枝晶的不可控生长，以容量衰减快等缺点，钾金属电池存在严重的安全问题。

近日，深圳大学时玉萌教授，田冰冰报道了为获得具有应用前景的钾金属电池，合理设计了一种3D PVA-硼砂层，实现了无枝晶的镀钾/剥离过程。

文章要点

1）研究人员将3D PVA-硼砂交联膜（PVA-Borax）涂覆在裸铜集电器表面。这种交联膜起源于美泰玩具公司在20世纪70年代开发的一种著名的玩具“黏液”，它通过硼酸根和PVA的羟基发生脱水缩合反应形成交联结构，使黏液具有很高的弹性。此外，这种保护层具有良好的润湿性、高的K离子扩散率和良好的结构稳定性，能够实现“均匀的底层镀钾”行为，从而表现出稳定的电化学性能。

2）实验结果显示，具有PVA-Borax的Cu集电器（PVA-Borax@Cu)在电流密度为0.5 mA cm^-2时，表现出700h的稳定循环寿命，在1 mA cm^-2下在10%放电深度（DOD）下进行500 h而没有枝晶形成。即使在25%DOD和50%DOD的高利用率下，PVA-Borax@Cu分别显示180和100 h的稳定循环。

这种多功能三维PVA-硼砂复合层的合理设计，保证了无枝晶镀钾/剥离过程，对钾金属电池的发展具有重要意义。

参考文献

Shuo Wang, et al, Towards dendrite free potassium metal batteries: A rational design of multifunctional 3D polyvinyl alcohol-borax layer, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202111753

https://doi.org/10.1002/anie.202111753