物电院鲁兵安教授团队在钾离子电池电解液研究方面取得进展

随着全球能源转型推进，开发安全、耐用的储能技术成为行业难题。固态电解质界面（SEI）作为调控电池安全性与循环寿命的核心功能层，需兼具良好的电子绝缘性和优异的离子传导性。湖南大学物理与微电子科学学院鲁兵安教授团队提出SEI能带工程策略，并基于该策略构建了兼具良好电子绝缘性与高离子传导性的SEI，为破解钾离子电池循环稳定性难题提供了新的解决方案。

研究人员基于能带工程策略，发现了富含Si-O基的SEI兼具优异电子绝缘特性与高离子传导能力的协同优势。通过高岭土组分在电化学循环过程中发生的可控溶解-结构重构效应，成功诱导致密钝化层的原位构筑。通过高岭土组分在电化学循环过程中发生的可控溶解-结构重构效应，成功诱导致密钝化层的原位构筑。基于能带工程策略实现了石墨负极时循环1600次后容量保持率达84.07%；与普鲁士蓝正极构建全电池体系展现出600次循环后容量保持率接近100%。

SEI能带工程策略。

该研究基于能带工程理论揭示了SEI能级特性与电极反应动力学的构效耦合机制，所提出的电解质改性策略兼具经济性与普适性，为碱金属电池技术发展提供了重要理论支撑。成果以“Energy Band-Engineered Solid Electrolyte Interphase for Stable Potassium-Ion Batteries”为题发表于Cell旗舰期刊Joule，湖南大学物理与微电子科学学院为第一单位，博士生马雪梅为第一作者，博士生张典伟、博士后傅虹玮为共同作者，鲁兵安教授为唯一通讯作者。该工作得到湖南大学何勇民教授与樊令副教授、克莱姆森大学Apparao M. Rao教授、以及中南大学周江教授等人的支持。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435125001333

来源：物电院

责任编辑：文亦佳