Adv. Sci.：通过双盐组合调节电解液溶剂化结构实现稳定的钾金属电池

采用钾金属负极的电池被认为是一种新型的低成本、高能量储存装置。然而，钾金属负极在有机电解液中的热力学不稳定性会造成失控的枝晶生长和寄生反应，从而导致钾金属电池的快速容量损失和低库伦效率。

图1. 电解液表征

韩国汉阳大学Yang-Kook Sun、Jang-Yeon Hwang、全南国立大学Jaekook Kim等报道了一种先进的电解液，1M双氟磺酰亚胺钾（KFSI）+0.05M六氟磷酸钾KPF₆-二甲氧基乙烷（DME），作为一种简单而有效的调节溶剂化化学的策略，以增强钾金属负极的界面稳定性。

在1M KFSI-DME中加入0.05M KPF₆，减少了K⁺周围的溶剂分子数量，同时导致了K⁺的快速脱溶。此外，在基液中加入0.05M KPF₆，减轻了溶剂分子的分解，形成了更多的KF化合物，从而提高了钾金属电极表面的SEI层的机械刚性。

图2. 对称电池性能

因此，在电沉积过程中，这些独特的功能可以降低电解液和钾金属负极之间的交换电流密度，从而改善钾电沉积的均匀性，并潜在地抑制枝晶生长。

结果，即使在4 mA cm^-2的高电流密度下，在含有0.05 M KPF₆的电解液中，钾金属负极也能确保高面容量和前所未有的寿命，并且在对称半电池和采用硫化聚丙烯腈正极的全电池中具有稳定的库伦效率。

尽管钾金属由于对空气和湿气的高度敏感，在实践中仍然难以处理和直接使用，但作者相信，目前的策略，结合简单和低成本的工艺，能够推动高能量和安全钾金属电池应用的发展。

图3. 全电池性能

Regulating the Solvation Structure of Electrolyte via Dual–Salt Combination for Stable Potassium Metal Batteries. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202301201

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Adv. Sci.：通过双盐组合调节电解液溶剂化结构实现稳定的钾金属电池

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