可充电K金属电池 (PMB) 仍然缺乏对高反应性K负极和4 V级正极均稳定的合适电解液,虽然经典的双(氟磺酰基)酰胺钾 (KFSI) 基醚电解质对K金属具有良好的还原稳定性,但由于其氧化稳定性有限,通常仅用于<4.0 V PMB。
在此,清华-伯克利深圳学院康飞宇教授、清华深圳研究生院翟登云副教授以及美国加州大学北岭分校Kah Chun Lau等人首次报道了在中等浓度 (2.3 M) KFSI/1,2-二甲氧基乙烷 (DME) 电解液中添加少量KNO3(50 mM),并将其用于4V级PMB。高压普鲁士蓝 (PB) 正极和 K负极均具有优异的循环性能。
含KNO3的DME电解液(Ether-KNO3)有助于形成富含N/F物种的稳定SEI 层,从而能够在高电流密度下进行致密的K沉积。
同时,还提高了氧化稳定性(> 4.3 V)和抗Al腐蚀性,最终实现了122天(1000次循环)电池寿命的高度稳定的4 V级PMB。这项工作提供了对 K沉积电化学和硝酸盐添加剂家族的更好理解,并为4 V级 PMB的开发铺平了道路。
Highly Stable Potassium Metal Batteries Enabled by Regulating Surface Chemistry in Ether Electrolyte, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.013
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