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?湖大魯兵安Small Struct.：僅需0.07 wt%添加劑，實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)定鉀離子電池

固體電解質(zhì)界面（SEI）對(duì)堿金屬離子電池負(fù)極的穩(wěn)定性至關(guān)重要。然而，缺乏彈性的傳統(tǒng)SEI會(huì)在負(fù)極（如鉀離子電池負(fù)極）的反復(fù)體積膨脹過程中受損，最終導(dǎo)致電池失效。

圖1.?使用和不使用PG-7添加劑的電解液的表征

湖南大學(xué)魯兵安等在傳統(tǒng)碳酸酯電解液中使用了一種低含量添加劑（酞菁綠PG-7，0.07 wt%），以制備出一種具有優(yōu)異均勻性和良好化學(xué)穩(wěn)定性的網(wǎng)狀彈性SEI。這種策略的原理是，PG-7可以改變電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)，并參與構(gòu)建SEI。因此，在 0.1 mA cm^-2的低電流密度下，K||K對(duì)稱電池可循環(huán)使用1400小時(shí)以上。

圖2.?電解液的電化學(xué)性能

此外，K||苝-3,4:9,10-四羧基二亞胺（PTCDI）電池可穩(wěn)定運(yùn)行1200次循環(huán)，容量保持率達(dá)82.8%，匹配的石墨||PTCDI全電池也可運(yùn)行200多次循環(huán)。理論計(jì)算和特性分析為這種策略和這種SEI的特性提供了綜合證據(jù)。

更值得注意的是，在傳統(tǒng)的稀碳酸酯電解液只需添加0.07 wt%就能顯著提高電池性能，而成本增加（0.17%）卻微乎其微。這些發(fā)現(xiàn)通過合理設(shè)計(jì)彈性SEI提供了一種新策略，有望進(jìn)一步提高充電電池的性能。

圖3.?SEI分析

Reticular Elastic Solid Electrolyte Interface Enabled by an Industrial Dye for Ultrastable Potassium-Ion Batteries. Small Structures 2023. DOI: 10.1002/sstr.202300232

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