钾离子电池凭借原料来源丰富和成本低廉等优势，有望在大规模储能领域成为锂离子电池的替代品。高性能负极材料的缺乏成为了阻碍钾离子电池的瓶颈问题。钾离子在嵌入脱出过程中造成的巨大体积膨胀效应会使得负极材料结构发生恶化。本文中研究人员通过在石墨烯基地上原位构筑FeS₂@C核壳结构有效地克服了这个挑战。核壳结构提供了内部空间来缓冲体积变化并且能够抑制FeS₂纳米颗粒团聚。导电的石墨基底促进了复合材料内部的电子转移。这种核壳结构的复合材料作为钾离子电池负极材料时表现出高比容量、优异的倍率性能和长效的循环稳定性。详细的表征结果和理论计算表明材料在充放电过程中经历了可逆的钾离子嵌入脱出过程和转化反应。

Yizhao, Jiajie Zhu et al, High‐Rate and Ultralong Cycle‐Life Potassium Ion Batteries Enabled by In Situ Engineering of Yolk–Shell FeS2@C Structure on Graphene Matrix

DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201802565

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201802565?af=R