電極與電解質之間的穩固界面對于鉀離子電池（PIBs）的長期循環至關重要。實現這一目標的有效策略是通過電解質結構工程促進形成陰離子衍生堅固而穩定的固體電解質界面（SEI）。

圖1 DX的作用示意

湖南大學于馨智等受重結晶中反溶劑應用的啟發，提出了一種優化電解液溶劑化結構的無氟反溶劑策略。具體而言，這項工作報告了一種非氟化反溶劑1，4- 二氧六環（DX），用于優化低濃度磷酸酯基電解液。這種電解液由1 M雙氟磺酰亞胺鉀（KFSI）與磷酸三甲酯（TMP）和DX抗溶劑（體積比為1:1）的混合物組成。

與傳統引入高氟醚溶劑的局部超高濃電解液相比，通過在磷酸酯基電解液中引入一定量的DX溶劑后，陰陽離子的相互作用得到了顯著增強，從而促進了薄而穩定的SEI的形成，確保了PIB優異的循環性能。

圖2 半電池性能

研究顯示，所設計的電解液與石墨負極的高度兼容，并顯示了在鉀負極循環過程中對鉀枝晶生長的有效抑制。此外，實驗結果表明，K||石墨電池在設計的電解液中循環1000次后，容量衰減可忽略不計，K||K對稱電池在超過2200小時的時間內也表現出穩定的沉積剝離性能。這項研究證明了使用無氟反溶劑優化電解液工程的可行性，并為實現卓越的PIB電化學儲能系統提供了一種方法。

圖3 K||石墨電池性能

Nonfluorinated Antisolvents for Ultrastable Potassium-Ion Batteries. ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c05165