高電圧かつ安定したカリウムイオン電池のためのクロロ機能化エーテル系電解液

要旨 エーテル系電解液は、カリウムイオン電池において優れた低温性能と高いイオン伝導率を得るのに有益です。しかし、希薄なエーテル系電解液は、通常、グラファイトのイオン-溶媒共同挿入を引き起こし、サイクル安定性が低く、4.0 Vを超える高電圧のカソードに耐えるのが困難です。これらの問題に対処するために、電子引抜基（クロロ置換）が導入され、固体電解質-界面（SEI）を調整し、エーテル系電解液の酸化安定性を向上させました。希薄な（約0.91 M）クロロ機能化エーテル系電解液は、均一な二重ハロゲン化物系SEIの形成を促進するだけでなく、高電圧下でのアルミニウム腐食を効果的に抑制します。この機能化電解液を使用すると、K||グラファイトセルは700サイクルの安定性を示し、K||プルシアンブルー（PB）セル（4.3 V）は500サイクルの安定性を提供し、PB||グラファイト全電池は6000サイクルの長い安定性を高い平均コロンビック効率99.98 %で示します。さらに、PB||グラファイト全電池は、−5 °Cから45 °Cまでの広い温度範囲で動作できます。本研究は、電解液の機能化が電気化学的性能に与えるポジティブな影響を強調し、長寿命で広温度および高コロンビック効率のPIBなどへのエーテル系電解液の応用の明るい未来を提供します。