近日，我院张文明教授在准固态钾金属电池研究领域取得新进展，相关工作“Lewis acid-triggered in-situ gelation of ether electrolytes for durable potassium metal batteries”发表在期刊《Energy Storage Materials》，我院硕士研究生夏双洪、邹浩为论文共同第一作者，李玲教授、张文明教授为共同通讯作者。
钾基电池由于资源丰富、氧化还原电位良好及离子扩散动力学优异而成为有前景的储能设备候选对象。然而，钾金属负极面临枝晶生长、固态电解质界面（SEI）不稳定以及电解液降解等挑战。本研究通过提出一种简单的电解液添加剂策略，在一定程度上解决了钾金属负极的相关问题。通过将SbCl3引入传统的DOL基电解液，在钾负极表面原位形成了亲钾的K3Sb合金层，并同时触发DOL的开环聚合形成凝胶电解质。对称电池和半电池测试中降低的成核过电势以及显著延长的循环寿命（978 h vs. 42 h；876 h vs. 100 h）证明了多功能SbCl3添加剂增强了钾金属负极的界面稳定性。此外，相关电化学测试和理论模拟表明改性电解质的动力学和热力学行为得到有效改善。使用改性电解质组装的K||PTCDI全电池在500 mA g-1的电流密度下实现了超过2300次的稳定循环。该方法有效抑制了枝晶生长和界面恶化难题，为高性能钾金属电池提供了可扩展的解决方案。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金等多项科研项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104690
