鉀離子電池（PIB）由于鉀的高豐度是鋰離子電池（LIB）的有利替代品，可用于大規模電化學存儲設備。然而，由于鉀離子的半徑較大（1.39 ?），傳統的PIB 電極通常表現出較低的實際容量和較差的循環穩定性。此外，鉀金屬的高反應性引起了嚴重的安全問題，這些特性嚴重阻礙了PIB電極的實際應用。

為此，澳門大學Kwun Nam Hui教授、陳石教授聯合南京工業大學邵宗平教授及英國東英吉利大學Kwan San Hui等人報道了將磷化鋅復合材料合理地設計為 PIB負極，并將其用于在不可燃的磷酸三乙酯（TEP）電解質中運行以解決上述問題。具體而言，通過控制Zn、ZnO和P原料的比例來優化磷酸鋅的含量可平衡磷化鋅的循環穩定性和高比容量。

作者基于通過一步球磨設計和制備了磷酸鋅含量分別為10、20和30 wt% 的三種磷化鋅復合材料，并分別標記為不含C的ZnP₂@ZPO(10)、ZnP₂@ZPO(20)和ZnP₂@ZPO(30)。作者組裝鉀離子半電池以驗證優化的磷化鋅復合材料的鉀離子存儲性能，結果證明，磷化鋅復合材料的容量和循環穩定性確實隨磷酸鋅含量而變化。此外，所有的磷化鋅復合材料在不易燃的TEP基電解質中都表現出比傳統的EC/DEC基電解質更好的電化學性能。

圖1. 磷化鋅復合材料在不同電解質中的電化學性能

特別是，ZnP₂ @ZPO(20)復合材料表現出高實際比容量（0.1 A g-1時為571.1 mAh g^-1）和優異的循環穩定性（在0.5 A g^-1下1000次循環后容量保持率為94.5%）。

作者通過XPS深度剖面分析對SEI進行研究，發現SEI中存在大量由KFSI分解引起的含硫物質。這些含硫物質在基于TEP的電解質中隨著充電/放電過程可逆地動態演化和轉化，而不是在基于EC/DEC的電解質中反復形成和降解。這種可逆的SEI有助于穩定電極，因此在TEP基電解質中實現了優異的循環穩定性。

作者還選擇有機苝四羧酸二酐（PTCDA）作為正極組裝全電池以證明ZnP₂ @ZPO(20)電極在實際器件中的可行性，該全電池在0.1 mA g^-1下200次循環后仍保持65.6 mAh g^-1的放電容量，還可持續為電風扇供電。總之，這種動態可逆的SEI 概念可能為PIB的優質電極設計提供新的策略。

圖2. PTCDA//ZnP₂ @ZPO(20)全電池的電化學性能