普鲁士蓝类正极材料在钾离子电池中的应用研究进展

与锂元素比较,钾元素资源丰富,价格低廉,且物理化学性质与锂元素和钠元素相似,因此钾离子电池已成为取代成本相对较高的锂离子电池的最佳选项之一,近年来受到了广泛的关注。普鲁士蓝及其类似物(PBAs)具有开放的框架结构,给半径较大的钾离子提供了便捷的扩散通道,这一特点使普鲁士蓝及其类似物成为了钾离子电池正极材料的理想候选者。本文系统介绍了近年来国内外关于普鲁士蓝材料做为钾离子电池正极材料方面的研究进展,包括在有机系钾离子电池和水系钾离子电池中的应用情况,并对这类材料在钾离子电池正极材料中的发展前景、存在的问题及挑战做了分析和展望。

钾离子电池及其最新研究进展

钾元素在地壳中的储量丰富、来源广泛,且物理化学性质与锂元素相似,在离子电池领域中具有广阔的发展前景。但相比于锂离子,钾离子半径较大,在材料体相中的迁移速度较慢,并使得材料承受较大的结构应力,从而导致钾离子电池的电化学性能优势不足。因此,开发具有稳定结构、能够可逆嵌脱的正负极材料和与之相匹配的电解液,成为钾离子电池目前研究的热点话题。本文主要从钾离子电池的正极材料、负极材料以及电解液三方面来介绍钾离子电池在国内外最新研究进展,并对钾离子电池未来发展方向做出一定的展望。