钾离子电池作为一种新兴的电化学储能体系,是近年来电化学储能领域的研究热点之一。目前,缺乏高性能正极材料是限制钾离子电池发展的主要因素之一。钾锰铁基普鲁士白K2MnFe(CN)6 (KMF)正极材料具有高的理论储钾比容量、高的工作电压平台、低成本、环境友好和易于在室温下通过水相制备等优点,具有非常好的应用前景。然而,该材料通常含有较高的[Fe(CN)6]缺陷和含水量,致使材料的电化学性能不理想。我们发展了一种EDTA络合辅助的合成方法,制备了缺陷和含水量可忽略的KMF材料。该材料展现出极优异的高电压储钾性能,比能量高达609.7 Wh kg−1,并且在循环7800个周期后仍具有80%的容量保持率,是目前文献报道的普鲁士蓝类似物材料的最佳值。此外,基于K2MnFe(CN)6正极和石墨负极组装的全电池展现出优异的电化学性能。该工作证实了钾离子电池非常有希望成为新一代的低成本、高性能储能体系,其可作为锂离子电池的补充方案之一,应用于对能量密度要求不高的大规模储能场景中。
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Leqing Deng, Jiale Qu, Xiaogang Niu, Juzhe Liu, Juan Zhang, Youran Hong, Meiying Feng, Jiangwei Wang, Miao Hu, Liang Zeng, Qianfan Zhang*, Lin Guo*, Yujie Zhu*. Defect-free potassium manganese hexacyanoferrate cathode material for high-performance potassium-ion batteries. Nat. Commun. 2021, 12, 2167.
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22499-0