由于钾资源储量丰富，价格诱人，K+/K(−2.93V)的氧化还原电位与Li+/Li(−3.04 V)相当，钾离子电池（KIBs）有望以较低的成本获得较好的输出电压和能量密度。然而，电化学循环过程中电极的严重体积变化导致结构崩塌和反应动力学迟缓仍然是值得注意的问题，因此提高K+反应动力学和结构稳健性，以进一步增强电极材料的储钾性能具有重要意义。
近日，山东大学熊胜林教授，奚宝娟副教授报道了采用自模板催化的方法，精确地合成了一维掺氮碳骨架中包覆氮碳的小尺寸CoP纳米粒子的新型负极材料（CoP@NC⊂NCFs）。
文章要点
1）这种分级结构具有多种结构优势，包括富氮提供了更多的活性中心和超高的电导率，此外，CoP与N掺杂碳之间有很强的界面相互作用，以及结构的稳定性。
2）经恒电流间歇滴定和密度泛函理论计算验证，CoP@NC⊂NCFs实现了快速的钾离子反应动力学和对钾离子的强吸附。
3）研究人员通过先进的原位表征技术，阐明了CoP与钾离子的固溶反应机理。CoP的零应变结构进一步确保了结构的坚固，使CoP@NC⊂NCF具有优异的储钾性能，特别是循环稳定性，其容量为206 mAh g−1，在0.1 A g−1下循环1200次，实现了0.01%的超低衰减率。此外，所制备的相应K离子全电池，也表现出稳定的容量。
参考文献
Yuanxing Yun, et al, Zero-Strain Structure for Efficient Potassium Storage Nitrogen-Enriched Carbon Dual-Confinement CoP Composite, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202103341
https://doi.org/10.1002/aenm.202103341
