尽管黑磷（BP）具有比较出色的储钾性能，但其也面临可逆性差，容量降解快等问题。

近日，香港理工大学Biao Zhang报道了通过简易的两步球磨法制备了一种BP/G电极，作为钾离子电池（KIBs）的高性能负极。

文章要点

1）高能球磨（HEBM）将红磷（RP）转化为BP，BP与石墨混合，制得一种BP含量高达80 wt%的BP/G复合材料。

2）研究发现，该电极在标准浓度的TMP基电解液（1 M）中无法提供良好的可逆容量。将浓度增加到5 M虽然提高了可逆性，但倍率性能仍然很差。基于此，作者设计了LHCE（KFSI/TMP/HFE，摩尔比为1：1.7：2），以解决其长期稳定性和倍率性能问题。该电极在0.3 A g^-1下循环300次，容量为342 mAh g^-1，具有极高的可逆性和稳定性。这种性能的提高源于离子导电性的增强和强大的SEI的建立。

3）作者总结了SEI在控制电化学行为中的重要作用：i）由于大量的电分解，NCE中缺乏有效的SEI，使得可逆容量可以忽略不计；ii）电极在HCE中表现出较高的可逆容量，但在长期循环中容量下降。具有明显元素偏析的不均匀SEI降低了屈服应变；iii）元素分布均匀的富含无机组分的SEI可以提高LHCE的BP/G性能。一方面，共形SEI层有效地防止了电极表面的寄生虫反应。另一方面，均匀的SEI为容纳变形提供了极好的机械稳定性，这体现在大的最大弹性变形能上。

4）作者最后证明了电解质与正极的完全相容，从而促进了具有高容量BP负极的先进KIBs应用。

参考文献

Xiaoqiong Du, Biao Zhang, Robust Solid Electrolyte Interphases in Localized High Concentration Electrolytes Boosting Black Phosphorus Anode for Potassium-Ion Batteries, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c07414

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07414