刘金平教授Angew.：具有界面化学调节功能的聚烯烃基隔膜适用于钾金属电池

因钾金属的电化学电位低且成本低，钾金属电池（KMB）成为高能量密度存储系统的理想选择。然而，KMB的实际应用受到内在活性K负极的影响。

在此，武汉理工大学刘金平教授团队报告了一种通用的策略，通过引入定制设计的具有多个功能单元金属有机骨架(MOF)，使商用聚烯烃隔膜具有所需的特性以用于KMBs。引入的MOF提供了一系列所需的特性来抑制钾枝晶，整体的MOF涂层提高了隔膜的弹性模量，引入的官能团和明确定义的孔控制着离子物种在电解液中的传输和分布。这些功能单元在改性层中的协同作用有效地提高了KMBs的性能。

图1. 功能隔膜物理化学表征

具体而言，该工作提出了一种使用功能单元对隔膜改性的策略，以实现稳定的KMBs。纳米功能层的引入不仅提高了K⁺的导电性，而且使负极-电解液-隔膜界面K⁺的分布更加均匀。

同时，涂层提高了隔膜的弹性模量，表现出较强的抗枝晶生长能力。通过使用该功能隔膜，不同的KMBs系统显示出优越的倍率和稳定的长期循环性能。因此，这种新型的PEP-NM隔膜有望替代目前用于KMBs的厚而昂贵的玻璃纤维隔膜。

图2. 基于普鲁士蓝钾纳米颗粒正极的全电池性能

Polyolefin-Based Separator with Interfacial Chemistry Regulation for Robust Potassium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202306325

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刘金平教授Angew.：具有界面化学调节功能的聚烯烃基隔膜适用于钾金属电池

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