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電解液陰離子對于實現高電壓穩定的鉀金屬電池（PMBs）至關重要。然而，常見的陰離子不能同時防止”死K “的形成和Al集流體的腐蝕，從而導致差循環穩定性。

湖南大學魯兵安、秦志輝、樊令等展示了基于六氟丙烷-1,3-二磺酰亞胺（HFDF-）環狀陰離子的電解液，它可以緩解”死K”，并顯著提高PMBs的高電壓穩定性。

圖1. 鉀金屬電池的設計理念和電化學性能

在此，作者在沒有任何添加劑的情況下來制備電解液，以研究陰離子物理化學性質的內在差異。具體而言，研究了0.8M KPF₆、KFSI、KTFSI和KHFDF-EC：DMC電解液。這些鉀離子電解液在室溫和低溫（~0℃）下的離子電導率可以達到8 mS cm^-1以上足以滿足PMBs的運行。研究顯示，0.8M KHFDF-EC: DMC（1:1, v/v）環狀陰離子基電解液可以在鉀金屬負極/正極材料上形成有效的SEI/CEI，并且對Al箔具有高電壓穩定性（4.7 V）。

圖2. SEI分析

因此，基于KHFDF的電解液可以支持高電壓聚陰離子正極（2-4.4 V）200次循環，容量保持率超過83%，CE超過97.6%。此外，環狀陰離子基電解液的概念也適用于鋰金屬電池和鈉金屬電池。作者堅信，基于環狀陰離子的添加劑、濃度和溶劑的進一步優化可以推動高性能金屬電池的發展。

圖3. 鉀金屬全電池性能

Cyclic-anion salt for high-voltage stable potassium metal batteries. National Science Review 2022. DOI: 10.1093/nsr/nwac134

原創文章，作者：v-suan，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.zzhhcy.com/index.php/2023/10/08/d0d34973f8/

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魯兵安/秦志輝/樊令NSR：無添加劑電解液實現高壓穩定鉀金屬電池！

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