王斌AFM：人造固体电解质界面和竹状氮掺杂碳纳米管使高可充电K-CO2电池成为可能

Bunnny

2021-08-27

金属-CO₂（金属=Li、Na、K）电池展示了一种将过度释放的CO₂排放物用于电化学储能装置的有吸引力的策略。其中，K-CO₂ 电池具有高电位（2.48 V）、高能量密度和地球上丰富的钾资源，是一种很有前景的储能系统。尽管最近报道了第一个可充电K-CO₂电池，但由于活性钾金属，循环稳定性和电化学机制仍远不能令人满意。近日，电子科技大学王斌研究员等人报道了一种人工SEI膜和正极改性的高性能K-CO₂电池。

文章要点

1）设计人造SEI膜的耐用K负极，并结合高效的竹状N掺杂碳纳米管 (B-NCNT)正极极来制造K-CO₂电池。该电池显示出高放电比容量（9436 mAh g^-1）、良好的倍率性能和小过电位间隙（在50 mA g^-1 为0.81 V）和长循环寿命（450次循环或3100 h，减少容量为 500 mAh g^-1)。

2）各种表征如异位拉曼光谱、X 射线衍射 (XRD) 测试、X 射线光电子能谱 (XPS)、扫描电子显微镜 (SEM) 和透射电子显微镜 (TEM) 表征表明3CO₂ + 4K ⇋ 2K₂CO₃ + C的可逆反应发生在K-CO₂电池的氧化还原过程中。此外，还制造了在不同弯曲状态（0-180°）下具有稳定功率输出的柔性K-CO₂电池，以展示其在可穿戴电子产品中的潜在应用。

参考文献：

Xuelian Li, et al. Artificial Solid-Electrolyte Interphase and Bamboo-like N-doped Carbon Nanotube Enabled Highly Rechargeable K-CO₂ Batteries. Adv. Funct. Mater. 2021, 2105029.

DOI：10.1002/adfm.202105029

https://doi.org/10.1002/adfm.202105029