中國粉體網訊 鈉離子和鉀離子電池是資源豐富、環境友好、成本低廉的先進儲能電池體系。然而，具有更大離子半徑的鈉和鉀，在電化學反應過程中易增大主體材料晶格應力，誘導材料結構坍塌等問題，導致較差的循環穩定性和不佳的倍率性能。因此，充分考慮儲鈉/鉀反應對于材料主體晶格的特殊要求，深入認知電化學過程中的相變過程與其功能屬性的關聯，實現了容量與循環穩定性的協同提升尤為關鍵。
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過渡金屬硒化物可以與Na+或K+發生多電子轉換反應，因而具有較高的理論比容量。又由于材料帶隙小，電子電導率更高，有利于電化學過程中電荷的快速傳導。但是，目前鈉和鉀離子電池的研究尚處于起步階段，過渡金屬硒化物是否可用尚未可知，其儲能機制更有待深入探討。此外，硒化物在有機電解液中溶解的問題一直是影響材料循環穩定性的瓶頸問題。更重要的是，由于金屬鉀活潑性更強，電解液對金屬的腐蝕也成為鉀離子電池亟待解決的難題。
近日，吉林大學杜菲教授課題組和曾毅教授課題組合作，利用濕化學法首次合成了納米片自組裝的立方晶相CuSe材料，并實現了該材料對鈉離子和鉀離子的高效存儲。進一步，研究者利用原位X射線衍射，結合不同電壓點的微觀透射電鏡照片，研究了材料在充放電過程中的相變規律，并深入探討了不同體系內相變產物差異與其電化學屬性的關聯。此外，研究者還利用多種實驗手段研究了過渡金屬硒化物在反應過程中Se的溶解問題以及金屬鉀對電極在醚基和酯基電解液中的反應活性問題。研究發現，醚基電解液體系既可以有效抑制活性物質中單質Se的溶解，又可以提高鉀金屬對電極的工作壽命。該研究工作為開發和設計新型二次電池用關鍵電極材料提供了新思路。
（中國粉體網編輯整理/小虎）
