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開發(fā)具有多維離子傳輸通道的負(fù)極材料，特別是克服鉀離子（K⁺）大半徑引起的體積膨脹大和離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)緩慢，是提高鉀離子存儲(chǔ)性能的關(guān)鍵?；诖?，武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授和華中師范大學(xué)郭彥炳教授等人報(bào)道了一種基于石墨炔（GDY）的化學(xué)鍵的自可逆轉(zhuǎn)化，以自調(diào)節(jié)離子傳輸通道。此外，GDY具有優(yōu)異的鉀（K）儲(chǔ)存性能，具有高容量、出色的循環(huán)穩(wěn)定性（穩(wěn)定循環(huán)超過380天，高達(dá)202 mAh g^-1的可逆容量，每循環(huán)衰減僅0.012%，具有99.5%的高庫侖效率（CE））和快速的離子/電子傳輸動(dòng)力學(xué)。

通過DFT計(jì)算，作者研究了GDY的鉀儲(chǔ)存模型和自調(diào)節(jié)離子通道的影響機(jī)制。作者計(jì)算出K原子在二乙基不同位置或苯環(huán)K-吸附結(jié)構(gòu)上方的吸附能（Ea）分別為-1.77 eV、-1.79 eV和-1.94 eV，以此來評價(jià)K-吸附能力。三角形孔中心與K的相互作用較強(qiáng)（-2.66 eV），是較有利的吸附位點(diǎn)。

通過計(jì)算電子密度差來分析吸附K原子的成鍵特性。在這三種結(jié)構(gòu)中，在被吸附的K原子附近可以觀察到明顯的電荷耗盡，表明電荷從被吸附的K原子轉(zhuǎn)移到鄰近的C原子上。電荷積累更多的二炔鍵的中間分子平面，可能會(huì)進(jìn)一步確認(rèn)功能化sp-C存儲(chǔ)K。因此，可以得出K在離子通道中電荷轉(zhuǎn)移較少的結(jié)論，證明了較低的平面外輸運(yùn)勢壘，增強(qiáng)了離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。

Molecular carbon skeleton with self-regulating ion-transport channels for long-life potassium ion batteries. Energy Storage Mater., 2023, DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102975.

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