NML文章集锦 | 钾离子电池负极材料

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一、专辑介绍

锂离子电池是当前主流的储能器件，锂资源短缺和分布不均匀性，已严重限制了该类电池的广泛及持续应用。近年来，钠离子电池和钾离子电池因其金属资源储量丰富引起了人们的广泛关注。其中，钾离子电池得益于其低廉的成本与优异的电化学特性，被更多的研究者关注。钾离子电池负极材料按照电化学反应类型可分为插层反应、转化反应和合金化反应负极材料。

插层反应所包含的钾离子电池负极材料有石墨碳类（石墨、石墨烯）、非石墨碳类（硬碳、软碳）以及其他非碳的层状金属化合物（过渡金属氧化物、硫化物、硒化物和碳氮化物等）。石墨是碱金属离子（锂或钾）电池使用最广泛的负极材料，具有优异的电子传导性、导热性和稳定的化学结构。硬碳由于具有无序结构或部分无序结构，使其在离子扩散和电子传输方面的优势，也已被很好地用作钾离子电池的负极材料。其他非碳的层状金属化合物在钾离子电池中也能够表现出可观的电化学储钾性能，这归因于它们独特的形貌和结构，通过对形貌结构的调整以及碳和MXene材料的包覆和复合，可以缓解充放电过程中电极材料的体积膨胀，增加其导电性，有效地改善它们的循环和倍率性能。

在转化反应中，钾离子与负极中的其他元素反应并在钾化过程中生成新化合物。由于过渡金属离子在电化学反应过程中全部还原为金属态，因此转化负极材料的理论容量始终比插层负极高得多。

合金类负极（Sn、Sb、Bi和P）及其多元金属、金属化合物通常具有较高的理论比容量。然而，合金化反应的负极由于在充/放电过程中体积变化较大，活性物质的新表面总是在粉碎后又重新暴露出来，反复形成/剥落固体电解质界面膜，从而导致电解质和活性物质快速消耗，表现出容量的快速衰减。因此，未来的工作应集中在电解质和粘合剂的优化上，以改善合金化负极的性能。

本虚拟专辑简介：精选11篇2020-2022年发表在Nano-Micro Letters《纳微快报（英文）》上与钾离子电池负极材料相关的文章。分别来自湖南大学张明教授课题组、韩国高丽大学Yun Chan Kang和韩国中央大学Seung‑Keun Park团队、暨南大学理工学院麦文杰教授和黎晋良副研究员等、暨南大学李宏岩课题组、澳大利亚昆士兰科技大学孙子其教授与吉林大学韩炜教授、湘潭大学刘黎、华盛顿大学曹国忠联合湖南大学刘智骁、中南大学梁叔全和周江教授团队联合吉首大学吴贤文教授、韩国高丽大学的Yun Chan Kang教授、湖南大学陈小华课题组、武汉理工大学麦立强教授和李琪副教授、苏州大学能源学院孙靖宇教授与北京大学高鹏研究员和东南大学徐峰教授合作。

点击“阅读原文”，可下载本专辑pdf全文。也欢迎您咨询和投稿。

二、精选文章

Article

1. Design of Flexible Films Based on Kinked Carbon Nanofibers for High Rate and Stable Potassium-Ion Storage (ARTICLE)

Qiaotian Xiong, Hongcheng He and Ming Zhang

Nano-Micro Lett. 14, 47 (2022).

https://doi.org/10.1007/s40820-022-00791-y

2. Carbon-Coated Three-Dimensional MXene/Iron Selenide Ball with Core–Shell Structure for High-Performance Potassium-Ion Batteries (ARTICLE)

Su Hyun Yang, Yun Jae Lee, Heemin Kang, Seung-Keun Park and Yun Chan Kang

Nano-Micro Lett. 14, 17 (2022). 

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00741-0

3. In Situ Monitoring the Potassium-Ion Storage Enhancement in Iron Selenide with Ether-Based Electrolyte (ARTICLE)

Xiaodan Li, Jinliang Li, Wenchen Zhuo, Zhibin Li, Liang Ma, Zhong Ji, Likun Pan and Wenjie Mai

Nano-Micro Lett. 13, 179 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00708-1

4. High Capacity and Fast Kinetics of Potassium-Ion Batteries Boosted by Nitrogen-Doped Mesoporous Carbon Spheres (ARTICLE)

Jiefeng Zheng, Yuanji Wu, Yong Tong, Xi Liu, Yingjuan Sun, Hongyan Li and Li Niu

Nano-Micro Lett. 13, 174 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00706-3

5. Strongly Coupled 2D Transition Metal Chalcogenide-MXene-Carbonaceous Nanoribbon Heterostructures with Ultrafast Ion Transport for Boosting Sodium/Potassium Ions Storage (ARTICLE)

Junming Cao, Junzhi Li, Dongdong Li, Zeyu Yuan, Yuming Zhang, Valerii Shulga, Ziqi Sun and Wei Han

Nano-Micro Lett. 13, 113 (2021).

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00623-5

6. Wire-in-Wire TiO₂/C Nanofibers Free-Standing Anodes for Li-Ion and K-Ion Batteries with Long Cycling Stability and High Capacity (ARTICLE)

Die Su, Yi Pei, Li Liu, Zhixiao Liu, Junfang Liu, Min Yang, Jiaxing Wen, Jing Dai, Huiqiu Deng and Guozhong Cao

Nano-Micro Lett. 13, 107 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00632-4

7. Highly Dispersed Cobalt Nanoparticles Embedded in Nitrogen-Doped Graphitized Carbon for Fast and Durable Potassium Storage (ARTICLE)

Xiaodong Shi, Zhenming Xu, Cheng Han, Runze Shi, Xianwen Wu, Bingan Lu, Jiang Zhou and Shuquan Liang

Nano-Micro Lett. 13, 21 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-020-00534-x

8. MOF-Derived CoSe₂@N-Doped Carbon Matrix Confined in Hollow Mesoporous Carbon Nanospheres as High-Performance Anodes for Potassium-Ion Batteries (ARTICLE)

Su Hyun Yang, Seung-Keun Park and Yun Chan Kang

Nano-Micro Lett. 13, 9 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-020-00539-6

9. Enhanced Potassium-Ion Storage of the 3D Carbon Superstructure by Manipulating the Nitrogen-Doped Species and Morphology (ARTICLE)

Yanhua Li, Kui Xiao, Cong Huang, Jin Wang, Ming Gao, Aiping Hu, Qunli Tang, Binbin Fan, Yali Xu, Xiaohua Chen

Nano-Micro Lett. 13, 1 (2021). 

https://doi.org/10.1007/s40820-020-00525-y

10. Engineering Mesoporous Structure in Amorphous Carbon Boosts Potassium Storage with High Initial Coulombic Efficiency (ARTICLE)

Ruiting Guo, Xiong Liu, Bo Wen, Fang Liu, Jiashen Meng, Peijie Wu, Jinsong Wu, Qi Li and Liqiang Mai 

Nano-Micro Lett. 12, 148 (2020). 

https://doi.org/10.1007/s40820-020-00481-7

11. Confining TiO₂ Nanotubes in PECVD-Enabled Graphene Capsules Toward Ultrafast K-Ion Storage: In Situ TEM/XRD Study and DFT Analysis (ARTICLE)

Jingsheng Cai, Ran Cai, Zhongti Sun, Xiangguo Wang, Nan Wei, Feng Xu, Yuanlong Shao, Peng Gao, Shixue Dou and Jingyu Sun

Nano-Micro Lett. 12, 123 (2020). 

https://doi.org/10.1007/s40820-020-00460-y

三、文章下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1NuthbJFFHKWIUsgdRKw29Q

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Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、Springer Nature合作开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2020JCR影响因子达16.419，学科排名Q1区前10%，中科院期刊分区1区TOP期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。

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