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鈉離子電池和鉀離子電池由于儲量豐富、成本低廉，是一種很有前景的大規模儲能替代電池。這些大離子的嵌入會導致晶體電極發生不可逆的結構變形和部分甚至完全的非晶化。對非晶態納米結構在電池運行過程中的動態變化缺乏了解是進一步發展的瓶頸。

近日，美國俄克拉何馬州立大學Omer Ozgur C?apraz（通訊作者）等人報道了利用術中數字圖像相關和XRD技術來探測磷酸鐵在鉀離子插層過程中非晶相的動態變化。X射線衍射表明，在第一次充放電循環中，電極的納米結構發生了非晶化。

鋰從LiFePO₄電極上電化學置換形成FePO₄電極

此外，非原位HR-TEM進一步證實了鉀離子插層后的非晶化。環境應變分析檢測到與非晶相中的氧化還原反應相關的可逆變形。

這種方法對非晶態納米結構中的離子嵌入機理提供了新的見解，這對開發下一代電池具有很大的潛力。

含K離子的FePO₄復合電極的放電和充電曲線

磷酸鐵鉀電極在第三次放電循環后的透射電鏡結果

In SituProbing Potassium-Ion Intercalation-Induced Amorphization in Crystalline Iron Phosphate Cathode Materials(Nano Lett., 2021, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02095)

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Nano Lett.：晶態磷酸鐵正極材料中鉀離子插層誘導非晶化的原位研究

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