六月二十三日，河北科技大學材料科學與工程學院教授王波團隊與北京航天大學空間與環(huán)境學院教授王偉團隊等單位合作，成功制備一種具有生成穩(wěn)定合理電解質(zhì)界面膜的柔性無定型碳纖維，將電解質(zhì)界面膜的厚度控制在了2—4納米范圍內(nèi)。相關研究成果近日以《高倍率鉀離子電池合理固體電解質(zhì)界面膜的形成》為題在線發(fā)表于《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(yōu)勢，成為了鉀離子電池范疇的研究熱點。但是過多固體電解質(zhì)界面膜的形成消耗了大量的電解液并導致較高的不可逆容量是碳材料科學研究面對的緊要挑戰(zhàn)之一。

河北科技大學與北京航天大學等單位合作提出了構(gòu)建平均穩(wěn)定電解質(zhì)界面膜的新思路。通過原材料的選擇以及工藝調(diào)控該團隊制備出了一種表面具有二氧化硅和氧化鎂納米粒子的磷—硫元素共摻雜柔性碳纖維薄膜。由于二氧化硅和氧化鎂納米顆粒的平均分布，形成了厚度為2—4納米的固體電解質(zhì)界面膜。這種固體電解質(zhì)界面膜不僅可以保護電解質(zhì)免于繼續(xù)分析，而且還可以戒備電子滲透，并同時實現(xiàn)鉀離子順暢的嵌入/脫出。另外，磷—硫元素共摻雜可以加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平均穩(wěn)定電解質(zhì)界面膜的形成機理，同時為開發(fā)高倍率儲能和低成本的柔性電極供應了新思路。