湖南大学Angew:通过降低阳离子-溶剂相互作用改善钾电池性能
纳米技术 纳米 2022-06-17

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用于钾离子电池的经典醚电解液具有低极化电压,但是石墨电极上面临离子-溶剂共插层的现象,影响K电池的性能,降低氧化过程的稳定性

有鉴于此,湖南大学鲁兵安、樊令等通过降低阳离子-溶液之间的相互作用,能够缓解共插层现象,改善钾金属的性能和氧化过程的稳定性

本文要点

(1)

通过1,2-二乙氧基乙烷DEE(1, 2-diethoxyethane)的弱溶剂化效应和K+的低电荷密度,实现了阳离子-溶剂相互作用非常弱的电解液。

钾电池的阳极石墨电极K+插层性能显著改善,在200圈循环过程后容量保留86.6 %,K金属实现了非常稳定的沉积/剥离性能,构建K||Cu电池550次循环过程的平均库伦效率达到98.9 %。这种策略展示了非枝晶生长的优点(结构对称K||K电池在1400 h连续工作中没有枝晶产生),电解质具有较高的氧化态稳定性(高达4.4 V)。

(2)

这种调控离子-溶剂相互作用的方法为发展高性能电解液提供机会。

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参考文献

Jinfan Li, Yanyao Hu, Huabin Xie, Jun Peng, Ling Fan, Jiang Zhou, Bingan Lu, Weak Cation–solvent Interactions in Ether-based Electrolytes Stabilizing Potassium-ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202208291

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202208291


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