用于钾离子电池稳定石墨负极调控醚类电解液嵌入行为的溶剂分子设计

人们普遍认识到，醚类电解液在构建稳固的固体电解质界面膜（SEI）以实现稳定的负极性能方面展现出巨大优势。然而，其在石墨电极上的应用受到了醚类溶剂共嵌入的阻碍，导致其容量低于纯阳离子嵌入的酯类电解液，且电位更高。在此，通过定制端基和链长以优化 O/C 原子比，对醚类溶剂分子进行了筛选。这种改性改变了 K 离子与溶剂之间的溶剂化强度，从而决定了石墨中的嵌入行为。特别是，开发了一种乙二醇二乙醚衍生电解液，它能够防止溶剂共嵌入并诱导二元插层化合物 KC 8 的形成。同时，这种新型醚类电解液有助于构建均匀且稳固的 SEI，显著提高了石墨负极的倍率性能和长期稳定性。本研究解决了醚类电解液在实现稳定且高容量石墨负极方面的困境，为其在钾离子电池中的应用提供了助力。