鉀離子電池（PIBs）由于其低成本和高豐度的鉀資源而引起了人們的極大關(guān)注。

圖1. 材料制備及表征

蘭州大學(xué)徐英、山東大學(xué)楊文龍、河南大學(xué)吳天利等組裝了具有由2D納米片組成的花狀結(jié)構(gòu)的自雜化BiOBr0.5I0.5，并將其用作PIBs負(fù)極。系統(tǒng)的理論計(jì)算顯示，Br原子和I原子間不平衡的電荷分布導(dǎo)致了內(nèi)部電場的增強(qiáng)和范德華間隙的擴(kuò)大；而雜化結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電子極子的減少提高了體系的穩(wěn)定性和電子傳導(dǎo)性。

此外，K+離子的吸收會(huì)誘導(dǎo)BiOBr0.5I0.5晶體骨架中極子態(tài)的能量演化，從而動(dòng)態(tài)的K+離子-鹵素原子原位關(guān)聯(lián)形成類空穴極化子，這大大促進(jìn)了充電/放電過程中K+離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)和相應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

圖2. 電化學(xué)性能研究

這種通過設(shè)計(jì)界面相互作用和電子結(jié)構(gòu)的策略對(duì)高性能儲(chǔ)能電極材料的設(shè)計(jì)具有重要意義。因此，在這種原子軌道自雜化結(jié)構(gòu)的作用下，充放電過程中的K+離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)和相應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)都得到了顯著的提高，從而使以BiOBr0.5I0.5為負(fù)極的PIB在1000 mA g-1的條件下，經(jīng)過4000次循環(huán)，達(dá)到了155 mAh g-1的高電化學(xué)性能。

圖3. 動(dòng)力學(xué)研究

In-Built Polaronic States Self-Regulation for Boosting Potassium-Ion Diffusion Kinetics. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308029