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研究概述
雙電層(EDL)在構建高能量金屬負極的固體電解質界面(SEI)中起著關鍵作用。
然而,EDL的意義及其相關影響仍然難以捉摸,特別是在鉀金屬電池領域。
基于此,2024年11月6日,蘇州大學孫靖宇教授/程濤教授、浙江工業大學陶新永教授在國際期刊Energy & Environmental Science發表題為《An electric double layer regulator empowers robust solid-electrolyte interphase for potassium metal batteries》的研究論文。
在這里,研究人員提出了一種通過隔膜改性來調控EDL的策略,旨在實現耐用長壽的鉀金屬電池。
研究人員采用通用金屬氫氧化物與硫摻雜石墨烯層相結合,表明金屬氫氧化物產生的氫鍵效應能夠克服EDL的排斥力,從而重新排列負極界面以增加陰離子的濃度。
在此,生成了一個堅固的富無機物SEI,它在初始形成階段和循環階段都能維持動態演變。
因此,即使在惡劣條件下也能獲得均勻且穩定的鉀沉積,實現了在10 mA cm–2的高倍率性能,以及8.0 mA cm-2/8.0 mAh cm-2下超過6000小時的超長壽命。
該隔膜改性概念具有廣闊的探索設計空間,為快速充電和長壽命鉀金屬電池提供了一個吸引人的路徑。
圖文解讀
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圖1:界面化學調節。
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圖2:SEI成分分析及機理研究。
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圖3:不同隔膜的界面動力學和電化學性能。
文獻信息
An electric double layer regulator empowers robust solid-electrolyte interphase for potassium metal batteries,?Energy & Environmental Science,?2024.?

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