低成本的钾离子电池（PIBs）因其丰富的自然资源及与锂离子电池相似的电化学性能而受到广泛关注。然而，其存在严重的副反应和不稳定的固体电解质界面（SEI），限制了其商业应用。
在此，湖南大学刘继磊团队详细探讨了钾离子电池（PIBs）中石墨负极的固态电解质界面（SEI）组成对电池性能的影响，特别是有机和无机成分在SEI中的比例如何影响离子传输能力和稳定性。研究发现，通过调控温度可以精确控制SEI中有机/无机比例，其中富含有机组分的SEI有助于提升电池的倍率性能，而富含无机组分的SEI则有助于提高电池的循环稳定性。
总之，该工作发现SEI中的有机成分（如PEO）在促进K+传输中起着关键作用，而无机成分（如KF）则在维持SEI结构稳定性中发挥重要作用。基于此，一个有机-无机平衡的SEI能够整合有机和无机成分的物理化学优势，有效促进KFeHCF/Gr全电池中的电荷转移过程，并带来出色的倍率和循环性能。
具体来说，具有有机-无机平衡SEI的KFeHCF/Gr全电池展现出了105.1 mAh g−1的比容量、在500 mA g−1时77 mAh g−1的倍率性能，以及在50 mA g−1下600个循环后71.6%的良好容量保持率。因此，该项工作系统地阐明了SEI中不同组分对PIBs电化学性能的影响，强调了有机组分在优化K+存储性能中的重要性，并为调节SEI结构提供了合理的指导。
Uncovering the Role of Organic Species in SEI on graphite Towards Fast K+ Transport and Long-life Potassium-ion Batteries, Energy & Environmental Science 2024 DOI: 10.1039/d4ee04698f
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