电解液组分对钾离子嵌入碳负极材料行为特性的影响文献综述

 2022-01-05 08:01

全文总字数:6411字

文献综述

1、背景在化石能源严重缺乏的今天,人们对新能源的需求日益增加。

虽然锂离子电池目前在全球电化学储能中占据主导地位,但人们对锂离子电池中的两个关键元件锂和钴的长期可用性、价格、价格稳定性以及供应链安全和可靠性表示担忧。

与锂离子电池相比,钾离子电池使用的钾元素在地壳中含量丰富(2.09%),分布广泛,比锂资源价廉易得,[1]且钾的标准电极电位(-2.93V)与锂(-3.04V)相近。

与同一主族的碱金属钠相比,钾的还原电位更低[2],因此钾离子电池可以在更高的电位下工作,有望成为锂离子电池的理想替代品。

此外,由于K 的尺寸(0.138nm)比Na (0.102nm)和Li (0.076nm)大,要求电极材料的晶体结构具有能容纳K 进入的大通道。

因此,丰富而廉价的K将成为下一代能量存储系统的重要材料,而碳作为最具潜力的负极材料被用作KIBs的负极。

然而,与锂离子电池和钠离子电池相比,设计与碳负极兼容的电解质仍然具有挑战性。

由于K 的活性更高,导致存在电解质分解和碳材料的剥落(由于K 溶剂的共插入)现象,这与LIBs的情况相比要困难得多。

目前对于K 在不同电解液中的嵌入情况的报导较少,所以为了研发出更高性能的KIBs,了解电解液组分对钾离子嵌入碳负极材料行为特性的影响有着重要的意义,其中,电解液的组分可通过溶剂、阴离子、添加剂和浓度来调节。

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