湖大鲁兵安Small Struct.：仅需0.07 wt%添加剂，实现超稳定钾离子电池

固体电解质界面（SEI）对碱金属离子电池负极的稳定性至关重要。然而，缺乏弹性的传统SEI会在负极（如钾离子电池负极）的反复体积膨胀过程中受损，最终导致电池失效。

图1. 使用和不使用PG-7添加剂的电解液的表征

湖南大学鲁兵安等在传统碳酸酯电解液中使用了一种低含量添加剂（酞菁绿PG-7，0.07 wt%），以制备出一种具有优异均匀性和良好化学稳定性的网状弹性SEI。这种策略的原理是，PG-7可以改变电解液的溶剂化结构，并参与构建SEI。因此，在 0.1 mA cm^-2的低电流密度下，K||K对称电池可循环使用1400小时以上。

图2. 电解液的电化学性能

此外，K||苝-3,4:9,10-四羧基二亚胺（PTCDI）电池可稳定运行1200次循环，容量保持率达82.8%，匹配的石墨||PTCDI全电池也可运行200多次循环。理论计算和特性分析为这种策略和这种SEI的特性提供了综合证据。

更值得注意的是，在传统的稀碳酸酯电解液只需添加0.07 wt%就能显著提高电池性能，而成本增加（0.17%）却微乎其微。这些发现通过合理设计弹性SEI提供了一种新策略，有望进一步提高充电电池的性能。

图3. SEI分析

Reticular Elastic Solid Electrolyte Interface Enabled by an Industrial Dye for Ultrastable Potassium-Ion Batteries. Small Structures 2023. DOI: 10.1002/sstr.202300232

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