由于锂、钴等资源储量有限且分布不均，锂离子电池难以满足大规模储能领域的迫切需求。钾离子电池作为潜在低成本储能方式，受到越来越多的关注。目前，钾离子电池的负极和电解液发展较为成熟，而正极材料的发展相对缓慢。主要原因在于钾离子半价明显大于锂离子（1.38 vs 0.76埃），正极脱嵌钾离子时易发生晶体结构坍塌，从而导致电池性能快速衰减。目前的解决方案是寻找具有开放式晶体骨架结构的材料，其较大的离子扩散通道能允许钾离子的自由进出。
鉴于此，研究团队近日成功开发出一种具有高稳定开发式晶体骨架结构的氟草酸盐聚阴离子钾电正极材料。由于该正极材料的三维结构骨架中含有多个大尺寸通道，脱嵌钾发生的体积变化仅为7.6%，与具有高稳定性的LiFePO4正极材料相当(~7.8%)，骨架能通过“呼吸”允许钾离子的可逆脱嵌，同时伴随着Fe2+/Fe3+的氧化还原反应。该钾电正极材料在0.2 A/g的电流密度下发挥了112 mAh/g的可逆容量，并表现出优异的循环稳定性，2000次循环后的容量保持率为94%，在大规模储能领域具有良好的应用前景。该研究成果在线发表于国际顶级学术期刊《自然-通讯》（Nat. Commun. 2020, 11, 1225），并受到科学网、新材料在线等媒体广泛报道。
科学网等媒体对本研究成果的相关报道
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