鉀離子電池（KIBs）近年來憑借其原料來源豐富、成本低廉、與鋰離子電池電化學機理相近等優勢而逐漸受到學術界青睞。然而，作為一種新興的電化學儲能體系，KIBs缺乏成熟度較高的電極-電解液適配體系，開發適用于大尺寸鉀離子快速脫嵌的電解液體系正成為新的研究熱點。

圖1. 該新型電解液的化學物理性質

在此，德國耶拿大學Andrea Balducci, Lukas Medenbach等人首次報道了在KIB 中使用基于乙二醛的電解液，該電解液由1.5 M KFSI鹽溶解在碳酸丙烯酯（PC， 62 vol.%）、四乙氧基乙二醛（TEG，36 vol.%）和乙烯基碳酸乙烯酯（VEC，2 vol.%）的混合溶劑中構成。

最初，作者考慮該電解液的化學物理性質，并與傳統的碳酸鹽基電解液進行比較。隨后，詳細分析了該電解液中石墨和普魯士白（PW）電極的電化學行為。最后，將兩種電極組合起來實現了鉀離子全電池，并研究了該器件的性能。研究表明，該電解液表現出優異的傳質性能、良好的熱穩定性和較寬的電化學穩定窗口。

圖2. PW電極在該新型電解液中的性能

電化學測試表明，與這種創新電解液結合使用的石墨和PW電極即使在高倍率和卓越的循環穩定性下也顯示出高容量，這是迄今為止這些材料中報道的最高值之一。此外，基于兩種電極和該電解液組裝的鉀離子全電池可以高效運行，且在超過500次循環時不會產生明顯的老化。

未來需要進一步研究來提高KIB的性能，并深入了解PC/TEG中1.5 M KFSI對存儲機制及電解液與石墨和PW電極之間發生的界面過程的影響。總之，這項研究的結果表明，基于乙二醛的電解液可以被認為是一種新型且非常有前途的KIB電解液，將為實現安全、穩定和低成本的設備做出積極貢獻。

圖2. 基于該電解液的KIB電化學性能

Glyoxal-based electrolytes for potassium-ion batteries, Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.02.041