钾离子电池的贫钾状态和首周不可逆的钾损失使得其能量密度和循环寿命受到严重限制。在电池装配之前进行正极预钾化是有效解决该问题的方法，但是预钾化又会面临着高安全风险和高成本等问题。近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀、Bing Sun, 北京大学郭少军以及湖南大学Xiuqiang Xie等利用二钾方酸（K₂C₄O₄）作为自牺牲预钾化试剂实现了对钾离子电池正极材料的高效安全补钾。

文章要点

1）研究人员将廉价环保的K₂C₄O₄用作钾离子电池正极自牺牲预钾化试剂。半电池测试表明K₂C₄O₄辅助的P2型K_0.5MnO₂复合正极材料的首周库伦效率提高至93.5%而空白对照的K_0.5MnO₂正极首效仅为53.6%。复合正极循环300周后的容量保持率高达91.6%。

2）研究人员借助后期多种分析手段发现K₂C₄O₄会在正极材料表面分解形成薄而致密的含氟正极-电解质界面。这能够提高循环过程中的界面稳定性和反应动力学。凭借出色的补钾性能，当K_0.5MnO₂正极与不含钾的软碳负极匹配为全电池后，K₂C₄O₄添加剂能够协助使得全电池的能量密度提高三倍。

参考文献

Shuoqing Zhao et al, High-Efficiency Cathode Potassium Compensation and Interfacial Stability Improvement Enabled by Dipotassium Squarate for Potassium-ion Batteries, Energy Environmental Science, 2022

DOI: 10.1039/D2EE00833E

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/EE/D2EE00833E