Den interna mikrostrukturen av Sb@CS med enhetlig fördelning av C och Sb uppvisar helt olika egenskaper i två typiska elektrolyter, men den elektrokemiska prestandan kan bibehålla stabilitet efter elektrolytbyte. Kredit:Journal of Energy Chemistry
Kaliumjonbatterier (PIB) har ansetts vara ett av de mest lovande alternativen till litiumjonbatterier (LIB) på grund av deras konkurrenskraftiga energitäthet med avsevärt låga produktionskostnader. Dessutom förväntas material av legeringstyp vara den högpresterande anoden hos PIB på grund av deras inneboende kemiska stabilitet och höga teoretiska specifika kapacitet. Tyvärr leder allvarlig inkompatibilitet mellan de aktiva legeringsmaterialen och elektrolyterna, speciellt för bildning av instabila solid-electrolyte interfacial-filmer (SEI) ofta till otillräcklig livslängd.
Häri undersöktes bildningsmekanismen för SEI-filmer i K-lagringssystemen baserade på kolsfärinnesluten Sb-anod (Sb@CS) i kommersiellt tillgängliga elektrolyter. Fysikaliska karakteriseringar och teoretiska beräkningar visade att lösningsmedlen i den utspädda elektrolyten av 0,8 M KPF6 /EC + DEC sönderdelades alltför mycket på gränssnittet för att generera instabil SEI och resulterade således i sämre K-lagringsstabilitet.
Tvärtom kan en saltkoncentrerad elektrolyt (3 M KFSI/DME) generera oorganiskt dominerad stabil SEI på grund av den föredragna nedbrytningen av anjoner. Dessa fynd är av stor betydelse för att avslöja gränssnittsreaktionen mellan elektroder och elektrolyter samt för att förbättra stabiliteten hos Sb-baserade anodmaterial för PIB.
Nyligen publicerade Nanjing University of Aeronautics and Astronautics och andra ett manuskript med titeln "Achieving stabil K-storage performance of carbon sphere-confined Sb via electrolyte Regulation" i Journal of Energy Chemistry .
Häri tillverkades Sb@CS (Sb innesluten av kolsfär) genom en hydrotermisk metod som anodmaterial för PIB. Dessutom undersöktes K-lagringsaktiviteten hos detta material i två typiska elektrolyter systematiskt.
Elektrokemiska tester kombinerade med DFT-beräkningar visade att den instabila SEI-filmen som bildades under den första urladdningsprofilen var den inneboende orsaken till försämringen av batteriets prestanda. Den dynamiska förändringen av SEI-filmen bevisades också genom elektrolytbytesexperiment. Denna studie ger en ny strategi för att förbereda en stabil och ultratunn artificiell SEI-film på Sb-baserade K-lagringsanoder för PIB. + Utforska vidare
