我院本科生刘家岑在钾离子电池正极材料研究取得进展

发布者:杨笑宇发布时间:2022-04-08浏览次数:792

钾离子电池由于其成本较低和钾金属资源丰富且绿色环保等特点,有望在大规模储能等领域得到广泛应用。正极材料性能对全电池的工作电压与输出容量具有重要影响,然而,钾离子电池正极材料的导电性和结构稳定性往往较差,严重制约了钾离子电池的实际应用。因此,开发先进的正极材料具有重要的研究意义与实用价值。

近日,我院先进化学电源研究所在钾离子电池正极材料的储钾性能研究方面取得进展,提出降低六氰亚铁锰酸钾正极材料的缺陷与电极/电解质界面稳定相结合的协同策略,提高钾离子电池正极的电化学储钾性能。相关成果以“Synergistic Regulation of Low-defects Manganese Hexacyanoferrates with Stable Electrode/Electrolyte Interface for Enhancing Electrochemical Potassium Storage Performance”为题发表在国际学术期刊《Applied Surface Science》(影响因子IF=6.707,中科院一区,TOP),我院材料科学与工程专业(能源材料方向)2018级本科生刘家岑为第一作者,陈亚鑫老师为通讯作者,欢迎光临888集团为第一完成单位。

 图1 普鲁士白六氰亚铁锰酸钾材料的形貌控制对比

在该工作中材料的制备基于共沉淀法,通过调节材料的合成过程和形貌尺寸(图1),可控合成一种低缺陷的六氰亚铁锰酸钾材料。该材料具有规则的立方颗粒特征、较好的电化学储钾性能和循环稳定性(图2)。在电极/电解液界面的稳定方面,使用高浓度的KFSI电解液稳定正极材料与电解液的界面,抑制钾金属对电极在电解液中的分解, 进一步减少界面反应,从而使普鲁士白正极的库仑效率进一步提高。

 图2 材料的缺陷与电极/电解质界面稳定结合的协同策略示意图

上述研究工作得到National Natural Science of China(21975283), China Postdoctoral Science Foundation (2020M681762), State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon-based Energy Resource (KFKT2021007), CAS Key Laboratory of Carbon Materials (KLCMKFJJ2010) 项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.153291

Jiacen Liu, Yechao Lin, Nannan Guo, Chao Geng, Zongfu Sun, Jiangmin Jiang, Quanchao Zhuang, Yaxin Chen* and Zhicheng Ju, Synergistic Regulation of Low-defects Manganese Hexacyanoferrates with Stable Electrode/Electrolyte Interface for Enhancing Electrochemical Potassium Storage Performance, Applied Surface Science, 2022, 592, 153291.

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