碳基负极材料储钾应用及机制研究进展

摘要：

因钾资源储量丰富,价格低廉,且具有类似于锂的物化特性,钾离子电池(KIBs)的推广应用可解决当前锂离子电池供不应求的问题.比较钠离子而言,钾离子可在商业化石墨负极中可逆嵌脱,这对于钾离子电池的产业化发展具有重大意义.然而钾离子因尺寸较大,嵌脱行为缓慢,引起的体积膨胀剧烈,成为电极材料面临的共性问题.近年来,为寻找具有良好嵌钾能力的材料,多种类型的电极体系被开发出来,其中碳基材料因制备简单、廉价环保、稳定性好的特点,被视为最具储钾前景的关键材料.本文系统概述了几种代表性碳基负极材料(如石墨、石墨烯、硬碳、软碳)在KIBs中的研究现状,阐述了各自存在的优势与不足;重点探讨了碳基材料的储钾机制,分析了由钾离子插层、吸附、填充行为组成的3种储钾机制及对电化学性能的影响,并指出在电极表面发生的离子吸附和填充方式呈现出电容效应,更适合于高性能的可逆储钾.最后,对KIBs的下一步研究方向和应用前景进行展望.

关键词：碳基材料、钾离子电池(KIBs)、负极、储钾机制

所属期刊栏目：46

分类号：TM912.91

资助基金：湖南省教育厅科学研究项目;湖南省科教联合基金项目

在线出版日期：2023-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1493-1505