颜湘东， 王 凤， 王仲民,2， 邓健秋,2

(1.桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004；2.桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004)

近年来，随着传统化石能源逐渐枯竭以及经济和科技的发展，电化学储能、氢能、太阳能等新能源技术得到了大力的发展，而锂离子电池在电动汽车和便携电子设备领域取得了巨大的成功[1-2]。目前，锂离子电池面临的主要问题是锂资源的日益短缺以及逐渐攀升的市场价格，限制了其在大型储能系统中的应用。因此，相对廉价和来源广泛的钠离子电池和钾离子电池得到了人们的广泛关注。与钠离子和锂离子相比，钾离子有其独特的优势，在有机电解液碳酸丙烯酯(PC)中，钾的标准电极电势(-2.88 V)要低于钠(-2.56 V)和锂(-2.79 V)，这表明钾离子电池具有更高的电压窗口，可产生更高的能量密度[3]。另外一个重要的优点是钾离子的路易斯酸性比锂离子和钠离子的弱，这导致钾离子溶剂化后具有更高的电导率和扩散速率[4]。此外，钾离子可嵌入石墨材料，形成KC8，理论容量可达279 mA·h/g，而NaC64只能提供35 mA·h/g的容量，因此石墨负极可以完全应用于钾离子电池[5]。不过，相对于锂离子和钠离子，钾离子具有较大的原子量(39.1)和半径(1.38 Å)，这可能会降低活性物质的能量密度，并且钾离子电池存在一定的安全隐患，例如钾与空气接触更易氧化燃烧，这对于电池装配工艺提出了更高的要求[6]。

目前，钾离子电池的研究取得一定的进展，主要集中在正极、负极和电解液等方面。……