Kalium-ionbatterijen (PIB's) worden beschouwd als een van de meest veelbelovende alternatieven voor lithium-ionbatterijen (LIB's) vanwege hun concurrerende energiedichtheid met aanzienlijk lage productiekosten. Bovendien wordt verwacht dat materialen van het legeringstype de hoogwaardige anode van PIB's zijn vanwege hun intrinsieke chemische stabiliteit en hoge theoretische specifieke capaciteit. Helaas leidt ernstige onverenigbaarheid tussen de actieve legeringsmaterialen en elektrolyten, met name voor de vorming van onstabiele vaste-elektrolyt grensvlak (SEI) films, vaak tot onvoldoende levensduur.

Hierin werd het vormingsmechanisme van SEI-films in de K-opslagsystemen op basis van koolstofbol-ingesloten Sb-anode (Sb@CS) onderzocht in commercieel verkrijgbare elektrolyten. Fysische karakteriseringen en theoretische berekeningen lieten zien dat de oplosmiddelen in de verdunde elektrolyt van 0,8 M KPF₆ /EC + DEC werden overmatig ontleed op de interface om onstabiele SEI te genereren en resulteren dus in inferieure K-opslagstabiliteit.

Integendeel, een zoutgeconcentreerd elektrolyt (3 M KFSI/DME) kan anorganisch gedomineerde stabiele SEI genereren vanwege de preferentiële ontleding van anionen. Deze bevindingen zijn van groot belang voor het onthullen van de grensvlakreactie tussen elektroden en elektrolyten en voor het verbeteren van de stabiliteit van op Sb gebaseerde anodematerialen voor PIB's.

Onlangs publiceerden Nanjing University of Aeronautics and Astronautics en anderen een manuscript getiteld "Achieving stable K-storage performance of carbon sphere-confined Sb via electrolyteregulation" in het Journal of Energy Chemistry .

Hierin werd Sb@CS (Sb opgesloten door koolstofbol) vervaardigd via een hydrothermische methode als het anodemateriaal van PIB's. Verder werd de K-opslagactiviteit van dit materiaal in twee typische elektrolyten systematisch onderzocht.

Elektrochemische tests gecombineerd met DFT-berekeningen bewezen dat de onstabiele SEI-film die tijdens het eerste ontladingsprofiel werd gevormd, de intrinsieke reden was voor de achteruitgang van de batterijprestaties. De dynamische verandering van de SEI-film werd ook bewezen door experimenten met elektrolytenuitwisseling. Deze studie biedt een nieuwe strategie voor het maken van een stabiele en ultradunne kunstmatige SEI-film op Sb-gebaseerde K-opslaganodes voor PIB's. + Verder verkennen

Een nieuwe elektrolyt die de stabiliteit van hoogspannings-natrium-ionbatterijen verhoogt