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学术   2024-10-02 21:30   广东  
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研究概述
由于动态行为缓慢,石墨基钾离子电池(Gr-PIBs)在低温条件下运行仍然面临着挑战。
基于此,2024年9月28日,湖南大学鲁兵安教授/高彩天副教授在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Solvation Structure Dual-Regulator Enabled Multidimensional Improvement for Low-Temperature Potassium Ion Batteries》的研究论文。
在此,研究人员提出了一种针对电解液的溶剂化结构双重调控策略,以多维度改善K+转移过程,包括在体相和界面的离子转移。
设计的电解液(以酰胺溶剂,2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺作为主要调节剂,以及以氟化溶剂(1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚)作为辅助调节剂)为快速离子转移提供了流动环境和低电阻界面。
结果表明,经过调节的电解液具有−51.9°C的低冰点,在−20°C时离子电导率高达3.2 mS cm−1
基于该溶剂化结构双重调控策略,在−20°C下石墨负极具有252 mAh g−1的高容量,相当于室温容量的85%以上,全电池的容量保持率超过80%。
这些结果表明,溶剂化结构双重调控策略可以改善Gr-PIBs的性能,促进低温PIBs及其它领域的发展。
图文解读
图1:电解液的选择条件。
图2:Gr-PIBs在设计的电解液中的低温电化学性能。
图3:Gr-PIBs在0.75 m KFFT电解液中的界面分析。
文献信息
Solvation Structure Dual-Regulator Enabled Multidimensional Improvement for Low-Temperature Potassium Ion BatteriesAdvanced Energy Materials2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202403562
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