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当前固体电解质界面（SEI）因低能带隙和高离子迁移能垒，无法阻止电极与电解质间的寄生反应。研究人员提出 SEI 能带工程策略，发现 Si-O-SEI 可提升性能，实现 99.2% 库伦效率（CE），为高性能钾离子电池（PIBs）电解质开发提供平台。
传统的固体电解质界面（SEI）成分，由于带隙宽度低、迁移能垒高，无法阻止电极和电解质之间持续的寄生反应以及快速的离子传输，这会导致 SEI 不断生长，电池稳定性下降。为了解决这个问题，研究人员提出了一种 SEI 能带工程策略，通过筛选各种 SEI 成分的带隙宽度和迁移能垒来进行优化。研究发现，基于 Si-O 的成分能够同时实现高 K
+扩散和良好的电子阻挡能力，有效抑制了在 SEI 形成和维持过程中的电解质消耗。作为概念验证，研究人员利用一种简单的添加剂策略，在电极表面原位成功构建了具有高电子绝缘性的基于 Si-O 的 SEI。此外，通过深入的理论和实验分析，研究人员阐明了 Si-O-SEI 成分与性能之间的关系，描述了 Si-O-SEI 的电子阻挡能力与电化学性能之间的关联。得益于经过设计的 SEI 具有低离子迁移势垒和大带隙的特性，它展现出高电子绝缘能力和离子传输能力，从而具备优异的电化学性能。
固体电解质界面（SEI）对钾离子电池（PIBs）的性能起着关键作用。然而，目前的 SEIs 由于其低能带隙和高离子迁移能垒，无法阻止电极和电解质之间持续的寄生反应。在本研究中，研究人员提出了一种 SEI 能带工程策略，通过筛选各种 SEI 成分的带隙宽度和迁移能垒，发现 Si-O-SEI 能同时增大 SEI 的能带隙并降低离子迁移能垒，从而实现良好的电子阻挡能力和高 K+离子扩散。研究人员利用一种简单的添加剂在电极表面原位制备的 Si-O-SEI，使碳酸盐基电解质能够实现高度可逆的钾电镀和剥离，库仑效率（CE）达到 99.2%，同时提升了石墨阳极的可逆性。通过简单通用的策略对 SEI 成分和结构进行调制，为开发高性能 PIB 电解质提供了一个有价值的研究平台。
