非水相钾离子电解质的离子传输和热力学特性的基础研究

摘要 非水相钾离子电池（KIBs）由于钾的可获得性和低成本，代表了一种有前景的锂离子电池互补技术。此外，与锂离子（Li +）相比，钾离子（K +）的较低电荷密度有利于液体电解质溶液中的离子传输特性，从而使KIBs在速率能力和低温性能方面具有潜在的改善能力。然而，尚无关于非水相K离子电解质溶液的离子传输和热力学特性的全面研究。我们在此报告了一种模型非水相K离子电解质溶液系统的离子传输和热力学特性的全面表征，该系统包括氟磺酰亚胺钾（KFSI）盐和1,2-二甲氧基乙烷（DME）溶剂，并与其锂离子对应物（即LiFSI:DME）在浓度范围0.25–2摩尔浓度进行比较。通过定制的K金属电极，我们证明KFSI:DME电解液的盐扩散系数和阳离子迁移数均高于LiFSI:DME溶液。最后，通过Doyle-Fuller-Newman（DFN）模拟，我们研究K∣∣石墨和Li∣∣石墨电池的K离子和Li离子储存特性。