湖大鲁兵安AFM：用于超稳定储钾的结构优化磷烯负极

少层磷烯是一种很有前景的钾离子电池负极材料，但在钾化/脱钾过程中存在差电子性能和大体积膨胀的问题。

湖南大学鲁兵安等报道了一种用于高性能磷烯-碳纳米管/聚苯胺((P-CNTs)/PANI)复合材料的简便合成方法。

图1 (P-CNTs)/PANI的结构表征

具体而言，首先，将少层磷烯和CNTs球磨，然后进行原位溶液聚合以形成PANI涂层。结果，碳纳米管和磷烯紧密接触，增强了钾离子的传输。此外，正如透射电子显微镜(TEM)分析所证实的那样，PANI涂层可通过减轻钾离子传输过程中由磷烯体积膨胀引起的电极退化来稳定磷烯的结构。

图2 (P-CNTs)/PANI的电化学性能

结构优化的(P-CNTs)/PANI负极与双氟磺酰基亚胺钾（KFSI）基电解液（3 m KFSI/二甲氧基乙烷）相结合后，在稳定循环期间表现出50 mA g^-1下642.7 mAh g^-1的高可逆容量和500 mA g^-1下417.6 mAh g^-1的最大可逆容量。经过500次稳定循环后，容量保持率为94%，对应于每循环的平均容量衰减率低至0.012%。

此外，(P-CNTs)/PANI负极在2000 mA g^-1时表现出147.8 mAh g^-1的优异倍率性能。因此，(P-CNTs)/PANI的这些优势可以指导PIBs高性能负极材料的发展。

图3 全电池性能

Structure-Optimized Phosphorene for Super-Stable Potassium Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202203522