近日，我國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種新型高性能、低成本的鉀型雙離子電池技術(shù)，有望代替現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。相關(guān)研究成果“一種新型鉀基離子電池”）已在線發(fā)表于國(guó)際材料優(yōu)秀期刊AdvancedMaterials上。

鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域。但隨著鋰離子電池逐漸應(yīng)用于智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域，鋰的需求量逐年快速上升，而鋰的全球儲(chǔ)量有十分有限且分布不均，造成原材料價(jià)格上漲迅猛，嚴(yán)重制約了我國(guó)低成本、高性能儲(chǔ)能器件領(lǐng)域的快速發(fā)展。

鉀元素由于具有和鋰相似的物理化學(xué)性質(zhì)，且其儲(chǔ)量豐富，成本低廉，且與鈉相比具有更低的氧化還原電位，使得基于鉀離子的二次電池體系受到廣泛關(guān)注。結(jié)合鉀離子電池與雙離子電池各自的優(yōu)點(diǎn)，唐永炳及其研究生季必發(fā)等人成功研發(fā)出一種全新的基于鉀離子電解液的新型高效、低成本錫－石墨雙離子電池。

據(jù)悉，該新型電池直接采用錫箔同時(shí)作為電池負(fù)極和集流體，膨脹石墨作為正極；電解液采用廉價(jià)易得的六氟磷酸鉀作為鉀鹽電解質(zhì)溶于有機(jī)溶劑中。電池具有較高的能量密度和較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，并且大幅降低了電池的生產(chǎn)成本。

研究結(jié)果表明，這款新型鉀基雙離子電池在50mAg-1的恒定電流下充放電循環(huán)300圈后，仍保持93%的容量；且能量密度可達(dá)到155Wh/kg，與現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度相當(dāng)。該研究成果有望代替現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)，并具有巨大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。