在《先进材料科学与技术》杂志发表的一篇综述中,研究人员对可持续绿色转型至关重要的电池技术展开调查。韩国东国大学的Eunho Lim及其同事讨论了最新进展与挑战,并指出开发锂离子电池替代品所需的研究方向。

锂离子电池在电子革命中作用巨大,为笔记本电脑、智能手机、电动汽车等众多设备供电。然而,其应用扩大面临严峻挑战,锂并非常见资源,日益增长的需求使其成为高价值战略资源,且绿色转型预计将进一步增加其需求。
一种替代方案是开发基于更常见材料的电池技术。钠离子电池是一种选择,且已接近商业化阶段,但钾离子电池可能更好,因其能量密度可能比钠离子电池更高,这对于可再生能源等大规模储能尤为重要。
Lim解释称:“由于钾的丰富性和成本效益,钾离子电池正成为一种可行的替代品,但要发挥其潜力,需开发适合钾离子独特性质的先进阳极材料。”
Lim教授的综述探讨了实现钾离子电池潜力所需的研究。论文系统分析了不同阳极材料的优缺点及每种材料依赖的电化学机制,还概述了克服每种方法缺点的策略,以及性能和稳定性之间的权衡。
一个重要发现是,电化学参数和物理结构在决定钾离子电池容量和寿命方面相互作用。基于此,该团队重点介绍了未来推进钾离子电池技术的研究方向。
Lim计划在此基础上进一步发展,旨在设计出既能发挥钾离子电池潜力又能克服其局限性的新材料。他表示:“我的研究将专注于开发经济高效、性能卓越且安全的钾离子电池阳极材料。”
他还计划使用先进的表征技术研究电池材料中的基本现象。“了解这些机制对于优化材料设计和电极结构至关重要。最终,我的目标是通过开发性能可与现有锂离子电池阳极媲美甚至超越其的材料,为钾离子电池的商业化做出贡献。”Lim说道。














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