浙江大学EnSM: 一种用于高安全性钾金属电池的插层化合物

钾金属电池具有较高的电化学性能和低成本，具有成为锂离子电池替代品之一的巨大潜力。然而，钾金属电极固有的高反应性限制了它们的应用。

在这项工作中，浙江大学朱丽萍、涂江平教授，王秀丽副教授等人制备了钾的石墨插层化合物（K-GIC）作为负极而不是钾金属。K-GIC对称电池由于抑制了枝晶并减轻了由于层间嵌入/脱出机制和钾亲和能降低导致的体积膨胀，因此表现出优异的循环稳定性。此外，K-GIC化合物在与空气和水接触时表现出良好的环境稳定性。

图1. K-GIC电极的制备过程

为了验证 K-GIC负极实际应用的可行性，构建了与普鲁士蓝 (PPB) 正极耦合的全电池，用于倍率性能和循环稳定性测试。随着电流密度从0.5 C增加到1 C、2 C和5 C，K-GIC/PPB 全电池的可逆放电容量分别为 96.0、85.8、78.5 和 60.7 mAh g^-1。当电流密度再次降低至0.5 C时，K-GIC/PPB电池的放电容量可恢复至92.8 mAh g^-1，相当于初始容量的96.7%。

然而，K/PPB 电池仅恢复到初始容量的 72.5%。K-GIC/PPB全电池在1 C下循环500次后可保持 62.7 mAh g^-1 的可逆放电容量，而 K/PPB全电池仅提供 49.7 mAh g^-1的可逆放电容量。优异的全电池性能证实了K-GIC作为钾金属电池负极材料具有良好的应用前景。

图2. K-GIC电极在与PPB正极配对的全电池中的电化学性能

An intercalation compound for high-safe K metal batteries. Energy Storage Materials. 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.06.038

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/11/03/2be5c8e1f4/

浙江大学EnSM: 一种用于高安全性钾金属电池的插层化合物

相关推荐