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在自然界中，人體是一個完美的自組織和自修復系統，皮膚可以保護內部器官和組織免受外部損害。

圖1. 鉀金屬電池的優點和電極皮膚的制備

湖南大學魯兵安、中山大學王成新等展示了一種模仿人體皮膚的金屬電極皮膚（MES）來穩定金屬界面的策略。具體而言，采用簡單有效的工藝將含氟氧化石墨烯（F-GO）轉移到銅箔上，然后使用軋制工藝將其重新定位到金屬表面。

所設計的MES具有較高的表面平整度，這控制了初始循環中的表面電場強度，均勻的電場會影響離子濃度，使離子均勻地沉積在電極表面。在初始沉積過程中，F-GO容納了一些金屬，大大緩解了界面的體積變化。

此外，堿金屬可以促進碳-氟鍵的裂解，生成富含氟化物的SEI，從而增強SEI的機械強度，增強的界面進一步使高活性的金屬負極鈍化，提高了沉積/剝離過程中的界面穩定性。

圖2. 鉀金屬電池的電化學性能

因此，在電流密度為0.5 mA cm^-2和容量為0.5 mAh cm^-2的情況下，對稱電池的沉積/剝離壽命對覆蓋有MES的金屬負極來說長達2300小時。另外，Cu@MES||K非對稱電池的循環壽命達到3200小時以上（1600次循環），是迄今為止非對稱電池中最長的循環壽命，這證明了MES可以大大改善電極的界面穩定性。

最后，與普魯士藍（PB）正極配對后全電池也表現出優異的循環穩定性和倍率能力（1000 mA g^-1，循環壽命超過5000次）。具有吸引力的性能和穩定性表明MES在高能金屬電池方面有很大的潛力，這可能為下一代電池驅動的應用鋪平道路。

圖3. PB||K電池的性能

Building electrode skins for ultra-stable potassium metal batteries. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38065-9

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魯兵安/王成新Nature子刊：電極皮膚實現5000次循環鉀金屬電池！

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