利用表面碳涂层及电解质对钾离子电池中KTi2(PO4)3阳极性能提升的影响

《Energy Technology》：Harnessing Surface Carbon Coating and the Effect of Electrolyte on the Enhanced KTi2(PO4)3 Anode Performance in Potassium-Ion Batteries

钾离子电池替代锂离子电池研究进展。通过固体法合成KTP纳米颗粒并包覆碳层，形成KTP/C复合材料，改善离子传输和电解液浸润。电化学测试显示KTP/C电极在20 mA/g电流下初始放电容量达80-90.9 mAh/g，循环稳定性提升至98%。计算分析证实三维离子迁移势垒低，电解液稳定性与溶剂兼容性良好。本研究为高性能钾离子电池阳极开发提供了新思路。

　　

摘要

钾离子电池（KIBs）由于其丰富的资源和低成本，成为锂离子电池的一种有前景的替代品。KTi₂(PO₄)₃（KTP）是一种NASICON型材料，具有较高的理论容量（128 mAh g^?1）和较低的氧化还原电位（1.6 V）。然而，由于其导电性较低，该材料的循环稳定性和动力学性能较差。此外，选择合适的电解质对于保持稳定的电化学性能是一个重大挑战。为了解决这一问题，采用固态技术合成了KTi₂(PO₄)₃纳米颗粒，并用从油酸制备的碳涂层进行包覆，得到KTi₂(PO₄)₃/C（KTP/C）复合材料。这种导电网络改善了离子传输和电解质的渗透性。结构和形态学研究显示，该复合材料具有相互连接的碳框架。使用EC:DEC和EC:DMC电解质溶剂对KTP和KTP/C电极的性能进行了评估。在20 mA g^{?1?1和90.9 mAh g?1}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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