钾离子电池硬碳负极材料研究进展_中国煤炭行业知识服务平台

钾离子电池硬碳负极材料研究进展

作者

张博张贺贺马妍姣
单位

南京师范大学能源与机械工程学院
摘要

随着大规模储能系统需求的不断攀升，具有成本和资源优势的钾离子电池引起了广泛的关注。在实际应用中，硬碳因其来源广泛、价格低廉、环境友好、结构可调控性高等优点而被认为是钾离子电池最具潜力的负极材料之一。硬碳负极仍然面临比容量有限、嵌钾可逆性低、倍率性能差等问题。本文系统地总结了钾离子电池硬碳负极材料的研究进展，介绍了硬碳的微观结构特征以及电化学储钾行为，阐述了微观结构和储钾机理之间的构效关系。针对硬碳负极存在的挑战，本文总结提出了结构调控、杂原子掺杂、电解液优化等3种提升储钾性能的策略。对未来钾离子电池硬碳负极研究的发展方向进行了展望，包括新型材料设计、电解液设计优化和深入理解电极反应机制等方面，有助于推动钾离子电池硬碳负极材料的进一步发展。
关键词

钾离子电池硬碳负极结构调控杂原子掺杂电解液优化
基金项目(Foundation)

南京师范大学科研启动经费（184080H201B41）；
文章目录

0 引言
1 硬碳的结构及储钾机理
1.1 硬碳的结构
1.1.1 硬碳的形成与微观结构
1.1.2 硬碳的结构模型
1.2 硬碳的储钾机理
1.3 硬碳负极材料存在的问题
1.3.1 低可逆容量
1.3.2 低倍率性能
2 硬碳负极材料的改性策略
2.1 结构调控
2.2 杂原子掺杂
2.2.1 一元掺杂
2.2.2 二元及多元共掺杂
2.3 电解液优化
3 结论与展望
DOI

10.19944/j.eptep.1674-8069.2024.03.002
引用格式

[1]张博,张贺贺,马妍姣.钾离子电池硬碳负极材料研究进展[J].电力科技与环保,2024,40(03):221-236.