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2024年11月8日下午3:37 • 顶刊解读

研究概述

双电层（EDL）在构建高能量金属负极的固体电解质界面（SEI）中起着关键作用。

然而，EDL的意义及其相关影响仍然难以捉摸，特别是在钾金属电池领域。

基于此，2024年11月6日，苏州大学孙靖宇教授/程涛教授、浙江工业大学陶新永教授在国际期刊Energy & Environmental Science发表题为《An electric double layer regulator empowers robust solid-electrolyte interphase for potassium metal batteries》的研究论文。

在这里，研究人员提出了一种通过隔膜改性来调控EDL的策略，旨在实现耐用长寿的钾金属电池。

研究人员采用通用金属氢氧化物与硫掺杂石墨烯层相结合，表明金属氢氧化物产生的氢键效应能够克服EDL的排斥力，从而重新排列负极界面以增加阴离子的浓度。

在此，生成了一个坚固的富无机物SEI，它在初始形成阶段和循环阶段都能维持动态演变。

因此，即使在恶劣条件下也能获得均匀且稳定的钾沉积，实现了在10 mA cm^–2的高倍率性能，以及8.0 mA cm^-2/8.0 mAh cm^-2下超过6000小时的超长寿命。

该隔膜改性概念具有广阔的探索设计空间，为快速充电和长寿命钾金属电池提供了一个吸引人的路径。

图文解读

图1：界面化学调节。

图2：SEI成分分析及机理研究。

图3：不同隔膜的界面动力学和电化学性能。

文献信息

An electric double layer regulator empowers robust solid-electrolyte interphase for potassium metal batteries, Energy & Environmental Science, 2024.

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