記者6月23日從河北科技大學獲悉，該校材料科學與工程學院教授王波團隊與北京航空航天大學空間與環境學院教授王偉團隊等單位合作，成功製備一種具有生成穩定合理電解質界面膜的柔性無定型碳纖維，將電解質界面膜的厚度控制在了2—4納米範圍內。相關研究成果近日以《高倍率鉀離子電池合理固體電解質界面膜的形成》為題在線發表於《納米能源》。
近年來，碳負極材料因價格低廉且具高的電子電導率等優點，成為了鉀離子電池領域的研究熱點。但是過多固體電解質界面膜的形成消耗了大量的電解液並導致較高的不可逆容量是碳材料科學研究面臨的重要挑戰之一。
河北科技大學與北京航空航天大學等單位合作提出了構建均勻穩定電解質界面膜的新思路。通過原材料的選擇以及工藝調控該團隊製備出了一種表面具有二氧化矽和氧化鎂納米粒子的磷—硫元素共摻雜柔性碳纖維薄膜。由於二氧化矽和氧化鎂納米顆粒的均勻分布，形成了厚度為2—4 納米的固體電解質界面膜。這種固體電解質界面膜不僅可以保護電解質免於連續分解，而且還可以防止電子滲透，並同時實現鉀離子順暢的嵌入/脫出。另外，磷—硫元素共摻雜可以增強鉀離子的吸附能力，同時提高電導率。
該項研究不僅確認了均勻穩定電解質界面膜的形成機理，同時為開發高倍率儲能和低成本的柔性電極提供了新思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104979
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