鉀離子電池由于其低成本，電解液中快的離子傳導性以及高的工作電壓近年來引起了極大的關注。然而，對鉀離子電池的研究仍處于起步階段，對各組分（電極材料和電解液）存在的問題進行深入了解以及提出克服這些問題的研究策略對于進一步探索合適的電極材料和發展鉀離子電池技術至關重要。

眾所周知,鋰離子電池在制作完成后首次進行充放電時，會在石墨負極表面形成--層固態電解質膜,在形成SEI同時會消耗活性鋰離子,造成鋰離子電池容量的衰減。同時,SEI(Solid-ElectrolyteInterphase)膜的存在同時也在一定程度上,阻隔了電子和電解液的進一步氧化還原反應,延緩了電池容量的衰減。隨著鋰電池循環次數的增多,SEI不可避免的會出現破壞或增厚,從而影響到電池的壽命。

記者近日從河北科技大學獲悉，該校材料科學與工程學院教授王波團隊與北京航天大學空間與環境學院教授王偉團隊等單位合作，成功制備一種具有生成穩定合理電解質界面膜的柔性無定型碳纖維，將電解質界面膜的厚度控制在了2—4納米范圍內。相關研究成果近日以《高倍率鉀離子電池合理固體電解質界面膜的形成》為題在線發表于《納米能源》。

近年來，碳負極材料因價格低廉且具高的電子電導率等優點，成為了鉀離子電池領域的研究熱點。但是過多固體電解質界面膜的形成消耗了大量的電解液并導致較高的不可逆容量是碳材料科學研究面臨的重要挑戰之一。

河北科技大學與北京航天大學等單位合作提出了構建均勻穩定電解質界面膜的新思路。通過原材料的選擇以及工藝調控該團隊制備出了一種表面具有二氧化硅和氧化鎂納米粒子的磷—硫元素共摻雜柔性碳纖維薄膜。由于二氧化硅和氧化鎂納米顆粒的均勻分布，形成了厚度為2—4納米的固體電解質界面膜。這種固體電解質界面膜不僅可以保護電解質免于連續分解，而且還可以防止電子滲透，并同時實現鉀離子順暢的嵌入/脫出。另外，磷—硫元素共摻雜可以增強鉀離子的吸附能力，同時提高電導率。

該項研究不僅確認了均勻穩定電解質界面膜的形成機理，同時為開發高倍率儲能和低成本的柔性電極提供了新思路。中國科學報，鋰電派，納米人