传统的醚基电解液在钾离子电池中具有低的极化电压，但存在离子溶剂共嵌入石墨负极、钾金属性能较差、氧化稳定性有限等问题。

近日，湖南大学鲁兵安教授，Ling Fan以1,2-二乙氧基乙烷（DEE）为醚基溶剂，开发了一种弱溶剂型电解质。

文章要点

1）阳离子-溶剂团簇的去溶剂化能和溶剂化环境揭示了与通常的1，2-二甲氧基乙烷（DME）溶剂相比，在DEE溶剂中K⁺-溶剂相互作用显著减弱。同时，在相应的电解质中，K⁺-溶剂的相互作用也比Li⁺-溶剂弱。

2）结果显示，弱的K⁺-溶剂相互作用使得石墨负极能够经历K⁺嵌入行为（得到了operando X-射线衍射结果的证实），而较强的Li⁺-DEE相互作用使得石墨负极能够承受[Li-DEE]⁺共嵌入。同时，弱K⁺-DEE相互作用有助于形成阴离子衍生的SEI层。

3）电解质中较弱的K⁺-DEE相互作用使得开发的K | |石墨电池（200次循环，容量保持率为86.6%）、K||Cu电池（超过550次循环，平均库仑效率为98.9%）以及对称K||K电池（1400 h）表现出优异的电化学性能，并且电解质还表现出高达4.4 V的高氧化稳定性。

这种离子-溶剂相互作用调节策略为开发高性能电解质提供了一种有前途的方法。

参考文献

Jinfan Li, et al, Weak Cation–solvent Interactions in Ether-based Electrolytes Stabilizing Potassium-ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202208291

https://doi.org/10.1002/anie.202208291