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研究概述

钾金属电池（PMBs）因其高能量密度和低成本，被认为是电网规模储能系统的一个有前途的选择。

然而，钾的不均匀成核和固体电解质界面（SEI）层的不稳定性等导致了枝晶生长和循环性能差，限制了其实际应用。

为了解决这些问题，构建具有丰富缺陷的人工界面层可以增强钾的亲和性并促进钾的均匀成核，但这也可能催化电解液分解，导致不稳定的SEI形成和循环稳定性差。

基于此，2024年10月21日，中国科学技术大学余彦教授在国际期刊Advanced Materials发表题为《Balancing Potassiophilicity and Catalytic Activity of Artificial Interface Layer for Dendrite-Free Sodium/Potassium Metal Batteries》的研究论文。

在这里，研究人员构建了一个具有局部有序结构的碳层（SC-1600）作为人工界面，以实现钾亲和性和催化活性之间的平衡。

这种优化设计允许钾金属均匀成核和致密SEI层形成。

结果表明，SC-1600@K对称电池可以在0.5 mA cm⁻²下运行2000小时，容量为0.5 mAh cm⁻²，开发的全电池在1 A g⁻¹的条件下经过1500次循环后具有78%的高容量保持率。

此外，SC-1600@Na有效延长了钠金属电池的寿命。

这项工作为构建高效的钾金属人工界面层提供了新的见解。

图文解读

图1：复合电极的电化学性能

图2：通过Cryo-TEM和ToF-SIMS分析了不同样品的SEI层结构和成分

图3：PTCDA//SC-X@K的电化学性能

文献信息

Balancing Potassiophilicity and Catalytic Activity of Artificial Interface Layer for Dendrite-Free Sodium/Potassium Metal Batteries, Advanced Materials, 2024.

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/10/27/244e7c24e5/

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