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研究概述

鉀金屬電池（PMBs）因其高能量密度和低成本，被認(rèn)為是電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)有前途的選擇。

然而，鉀的不均勻成核和固體電解質(zhì)界面（SEI）層的不穩(wěn)定性等導(dǎo)致了枝晶生長(zhǎng)和循環(huán)性能差，限制了其實(shí)際應(yīng)用。

為了解決這些問(wèn)題，構(gòu)建具有豐富缺陷的人工界面層可以增強(qiáng)鉀的親和性并促進(jìn)鉀的均勻成核，但這也可能催化電解液分解，導(dǎo)致不穩(wěn)定的SEI形成和循環(huán)穩(wěn)定性差。

基于此，2024年10月21日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)余彥教授在國(guó)際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Balancing Potassiophilicity and Catalytic Activity of Artificial Interface Layer for Dendrite-Free Sodium/Potassium Metal Batteries》的研究論文。

在這里，研究人員構(gòu)建了一個(gè)具有局部有序結(jié)構(gòu)的碳層（SC-1600）作為人工界面，以實(shí)現(xiàn)鉀親和性和催化活性之間的平衡。

這種優(yōu)化設(shè)計(jì)允許鉀金屬均勻成核和致密SEI層形成。

結(jié)果表明，SC-1600@K對(duì)稱電池可以在0.5 mA cm^?2下運(yùn)行2000小時(shí)，容量為0.5 mAh cm^?2，開(kāi)發(fā)的全電池在1 A g^?1的條件下經(jīng)過(guò)1500次循環(huán)后具有78%的高容量保持率。

此外，SC-1600@Na有效延長(zhǎng)了鈉金屬電池的壽命。

這項(xiàng)工作為構(gòu)建高效的鉀金屬人工界面層提供了新的見(jiàn)解。

圖文解讀

圖1：復(fù)合電極的電化學(xué)性能

圖2：通過(guò)Cryo-TEM和ToF-SIMS分析了不同樣品的SEI層結(jié)構(gòu)和成分

圖3：PTCDA//SC-X@K的電化學(xué)性能

文獻(xiàn)信息

Balancing Potassiophilicity and Catalytic Activity of Artificial Interface Layer for Dendrite-Free Sodium/Potassium Metal Batteries,?Advanced Materials,?2024.

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/10/27/244e7c24e5/

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