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暨大麥文杰/黎晉良NML: 醚基電解液中原位監(jiān)測硒化鐵中鉀離子儲存的增強(qiáng)

作為一種很有前景的負(fù)極材料，硒化鐵在鉀離子電池（KIBs）方面?zhèn)涫荜P(guān)注。然而，硒化鐵的體積膨脹和緩慢的動力學(xué)導(dǎo)致鉀化-脫鉀過程的可逆性和穩(wěn)定性較差。

在此，暨南大學(xué)麥文杰研究員、黎晉良副研究員等人通過簡單的水熱工藝制備了還原氧化石墨烯涂層硒化鐵（FeSe₂ @RGO）復(fù)合材料。經(jīng)過優(yōu)化，作者發(fā)現(xiàn)與使用碳酸鹽基電解液相比，F(xiàn)eSe₂ @RGO復(fù)合材料匹配醚基電解液在電化學(xué)性能方面有顯著改善。

為了探索電化學(xué)性能的改進(jìn)，作者還測量了兩種電解液中電極的機(jī)械性能。結(jié)果表明，醚基電解液中的電極表現(xiàn)出較高的楊氏模量，可以有效提高電極的穩(wěn)定性。

圖1. 力學(xué)性能分析

此外，作者開發(fā)了可視化技術(shù)原位監(jiān)測電極的電化學(xué)反應(yīng)過程。結(jié)果表明，與碳酸鹽基電解液相匹配的FeSe₂ @RGO在鉀化-脫鉀過程中呈現(xiàn)出巨大的形態(tài)變化。相比之下，當(dāng)改為醚基電解液時，僅可以觀察到一些微小的形態(tài)變化。

這種現(xiàn)象表明醚基電解液中發(fā)生了均相電化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致了穩(wěn)定的鉀離子（K-ion）存儲。這項(xiàng)工作將為可視化監(jiān)測鉀離子存儲過程并指導(dǎo)電極材料性能的改進(jìn)提供新的視角。

圖2. 原位可視化技術(shù)研究

In Situ Monitoring the Potassium-Ion Storage Enhancement in Iron Selenide with Ether-Based Electrolyte, Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00708-1

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