鲁兵安/秦志辉/樊令NSR：无添加剂电解液实现高压稳定钾金属电池！

电解液阴离子对于实现高电压稳定的钾金属电池（PMBs）至关重要。然而，常见的阴离子不能同时防止”死K “的形成和Al集流体的腐蚀，从而导致差循环稳定性。

湖南大学鲁兵安、秦志辉、樊令等展示了基于六氟丙烷-1,3-二磺酰亚胺（HFDF-）环状阴离子的电解液，它可以缓解”死K”，并显著提高PMBs的高电压稳定性。

图1. 钾金属电池的设计理念和电化学性能

在此，作者在没有任何添加剂的情况下来制备电解液，以研究阴离子物理化学性质的内在差异。具体而言，研究了0.8M KPF₆、KFSI、KTFSI和KHFDF-EC：DMC电解液。这些钾离子电解液在室温和低温（~0℃）下的离子电导率可以达到8 mS cm^-1以上足以满足PMBs的运行。研究显示，0.8M KHFDF-EC: DMC（1:1, v/v）环状阴离子基电解液可以在钾金属负极/正极材料上形成有效的SEI/CEI，并且对Al箔具有高电压稳定性（4.7 V）。

图2. SEI分析

因此，基于KHFDF的电解液可以支持高电压聚阴离子正极（2-4.4 V）200次循环，容量保持率超过83%，CE超过97.6%。此外，环状阴离子基电解液的概念也适用于锂金属电池和钠金属电池。作者坚信，基于环状阴离子的添加剂、浓度和溶剂的进一步优化可以推动高性能金属电池的发展。

图3. 钾金属全电池性能

Cyclic-anion salt for high-voltage stable potassium metal batteries. National Science Review 2022. DOI: 10.1093/nsr/nwac134

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鲁兵安/秦志辉/樊令NSR：无添加剂电解液实现高压稳定钾金属电池！

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