石大/山大AFM：高性能钾离子电池CEI的原位结构调制

锰基层状氧化物阴极，特别是K_xMnO₂（KMO），由于其低成本、高理论容量和优异的热稳定性，在钾离子电池（PIBs）中显示出巨大的潜力。然而，电极/电解质的Jahn-Teller畸变、锰溶解和界面不稳定性会导致结构不稳定和性能衰减。

图1. 电解液的电化学性能研究

中国石油大学（华东）吴明铂、顾鑫、山东大学杨剑等首次在PIB中使用二氟（草酸）硼酸锂（LiDFOB）作为电解液添加剂，以提高P3型KMO的电化学性能。

X射线光电子能谱（XPS）和飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）表明，LiDFOB参与正极/电解液界面（CEI）的形成，并有效抑制电解液溶剂的分解，从而形成富含F和B但含有较少C和O物种的CEI层。高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和原子力显微镜（AFM）证实，该CEI层均匀、薄且坚固，从而导致增强的反应动力学、稳定的晶体结构和减少的锰溶解。

图2. CEI表征

因次，采用含有LiDFOB碱性电解液的P3-KMO阴极表现出显著改善的电化学性能，例如在100 mA g⁻¹下经过300次循环后，表现出显著的库仑效率≈99.5%和高容量保持率78.6%。此外，P3-KMO||软碳的全电池表现出令人满意的比容量和能量密度。该研究强调了界面化学对PIBs的重要性。

图3. LiDFOB添加剂独特功能的示意

In Situ Structure Modulation of Cathode-Electrolyte Interphase for High-Performance Potassium-Ion Battery. Advanced Functional Materials 2024. DOI: 10.1002/adfm.202313146

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石大/山大AFM：高性能钾离子电池CEI的原位结构调制

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