郭继玺/王省超ACS Energy Letters：弱溶剂化电解液驱动阴离子衍生SEI！

2023年11月7日上午9:30 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 179

钾金属电池/混合电容器（PMBs/PHCs）因其丰富的钾（K）储量而备受关注，但传统醚类电解液形成的不稳定固体电解质界面（SEI）会导致PMBs/PHCs库仑效率（CE）较低，循环寿命缩短。

图1. 不同类型电解液的示意图

新疆大学郭继玺、王省超等通过在PMB中引入1 M KFSI/1,2-diethoxyethane (DEE)弱溶剂化电解液，构建了一种稳健的SEI。这种独特的电解液只允许少量DEE分子与K⁺离子配位，从而形成了独特的溶剂化结构。在电解液中，FSI-阴离子首先解离，在钾阳极形成富含无机物的SEI。稳定的SEI可调节K⁺离子的沉积，抑制钾枝晶的生长。

图2. 半电池性能

因此，这种良好形成的SEI能够在K//Cu电池中实现K⁺离子的可逆沉积/剥离，CE值高达98.1%。此外，DEE电解液可使K//普鲁士蓝全电池的能量密度达到80 Wh kg^-1。另外，K//AC电容器的比容量为60 mAh g^-1，可稳定循环使用一年。总体而言，这项工作为开发高性能PMB/PHCs提供了一种直接而高效的策略。

图3. 全电池性能

Weakly Solvated Electrolyte Driven Anion Interface Chemistry for Potassium Batteries/Hybrid Capacitors. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01638

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