최근 몇 년 동안, 배터리 전원에 대한 수요의 급속한 성장뿐만 아니라 상류, 특히 리, 공동, 니켈 및 2017에서 다른 원료 가격이 급등을 보았다 원자재 가격의 급격한 상승을 주도, 크게 리튬 이온 배터리를 감소 마진은, 리튬 이온 전지의 비용은 최근에 상기 힌 더드. 리튬 이온 전지의 제조 비용을 줄이기 위해 새로운 K 이온, 나트륨 이온 전지를 포함하는 전지는, 저렴한 배터리가 급속히 개발되어 짧아 있으며, 양극 재료, 전해질 이 저렴한 배터리의 개발과 응용을 방해하는 부극 재료를 삽입하는 선택 사항으로 연신되도록하지만 때문에 K + 및 나트륨 + 이온 반경 큰 진전을하여, 상대적으로 커진다. 하드 카본 등의 전통적인 재료를 해결하기 위해서 K 매립, 나 성능 문제 떨어진다 이온 북경 가신 청 등 기존의 K 이온 배터리, 양극 및 음극 전지를 달성하기 위해, 제제를 최적화하여 전지 반응의 다른 유형은 : K + 양극 여전히있을 것이다 삽입 및 추출하지만, 리튬 이온의 삽입 및 추출의 흑연 부극 재료만을 차지하는 K 이온 전지로하지 않도록 비용뿐만 아니라 계정에 고성능 리튬 이온 배터리를 가져 가라.
1) 양극 리튬 + 탈출증을 전해질로 : 양극, 음극 및 전해질의 리튬 이온 전지, 두 개의 동시 반응이 발생할 수있다 : 우리는 정말로 세 가지 주요 부품의 전기 화학적 반응에 관여하는 리튬 이온 전지가 알고 2) 전해질 중의 Li +는 음극에 매립된다.이 두 반응은 동시에 일어난다. 즉, 전해질 내의 Li +는 전기장 하에서 음극에 매립되고 동시에 양극으로부터 방출된다 리 + 전해질 보충 우리 K 이온 전지의 구조를 최적화하는 새로운 방법을 제공하는 리튬 이온을 감소시킬 것이다. 가신 청 제안 된 프로그램이 여전히 K 이온 배터리의 양극 재료를 사용하는 양극 재료 인 전해질을 동시에 이용해야 양극에서 방출 된 K +의 충전 과정에서, 전해질이 포함 + 리튬의 전해질 흑연에 입사되도록 흑연 재료 - 혼합 전해질 K +와 리 + 및 종래의 음극 활물질을 사용하는 리튬 이온 전지의 음극을 포함 유지 저비용 K 이온 전지는 우수한 전지 사이클링 성능을 보장하면서, 이러한 디자인 (인해 K + 이온의 상대적으로 큰 반경, 흑연에 포함되지 않을 수 있음) , 배터리 전압은 상당한 감소없이 3.6V, 5000 사이클에 도달합니다.
양극 재료의 선택은, 가신 청 공통 K + 전지 양극 재료 K2NiFeII (CN) 6, 알칼리 금속 이온과 O 일반적으로 리튬 이온 전지 양극 재료 상이 K 이온 전지 양극 재료 사이의 상호 작용의 메커니즘 (예를 들어 K2NiFeII 선택한 CN으로 12와 상호 작용 (P)의 전자 (CN) 6의 알칼리 금속 이온). 상기 P 전자와의 상호 작용의 경우, 연구 표시 산출 알칼리 금속 이온의 반경을 증가시킴으로써 임베디드 알칼리 금속 이온을 향상시킬 수있다 위와 같이 전압 고원이 순환 전압 전류 법은 검증 된, K + 리튬이 삽입 된 전압 (3.31V)을 높은 0.28V +보다 재료 전압 (3.59V) 정도로 방전에 포함 K + 동안 때문에 단반경 의해 음극 K + 영향하면서 먼저, 양극 재료에 삽입되므로, 부극은 거의 유일한 따라서 만 음극에 삽입 리 + 보장 리 + 삽입되어, K +에만 정극에 매립, 양극과 음극 사이에 서로 영향을주지 않습니다.
도면으로부터 수 (LiPF6를 A의 전해액 1 몰 / L)을 양극으로 K2NiFeII (CN) 6을 사용하는 경우, 거의에서 시작 만 3.59V + K는 현재 피크 근처 환상 볼타 모 그램에 포함 된 참조 오직 K +이 정극 재료에 포함되지만, 음극에서는 30 사이클 후, 전해액 K + 농도가 리 +에 삽입 부분의 결과, 너무 낮 주로 때문에, 3.3V의 피크 전류가되었음을 나타내는 양극 재료 중에서. 전해질 부 KPF6 첨가하면, 효과적으로.도 C에 도시 된 바와 같이 리 (정극 재료에 포함 + 방지 할 수 있고, 전해액이 0.5 몰인 / KPF6의 L 및 0.5 몰인 /의 LiPF6 L 혼합 용질은 ).
리 + 쉽게 흑연 재료에 포함되도록 리튬 이온 반경 + 때되도록, K +보다 상당히 작기 때문에, 이전의 연구에 기초하여, 흑연 - 부극 재료에서, 가신 청 일반적인 상업용 리튬 이온 전지 양극 재료를 선정 양극 비대칭 K / 리튬 이온 배터리와 같은 이중 흑연 재료 만 음극 리튬 + 매립되도록하여, 상기 양극은 K + 매립시.
비대칭 전기 아래 가신 청 K 결과 채용 정극 K2NiFeII (CN) 6이었다 흑연을 사용하는 음극 재료이며, 상기 설계 / 리 이중 이온 배터리를 도시한다 (프리 티오는 SEI 않도록했다 Li는 막 형성 동안 소비 됨), 0.5M KPF6 및 0.5M LiPF6를 전해질로 사용한다.
도 (A)에 도시 된 바와 같이, 전지 전압은 양극의 삽입 및 추출 반응에 + K에 대응하는 플랫폼 부근에서 3.6V이고, 100 사이클 71.2mAh / g으로 유지 재생하려면 후 정극 용량, 이론치 70.7mAh (도 2에 도시 된 바와 같이. B) / 순수 이온 전지와 비교할 때 K 매우 가까운 g 비대칭 리튬 / K 이온 전지 듀얼 레이트 성능이 크게 향상되었다. 가장 중요한 셀은 또한 매우 나타났다 인 우수한 사이클 특성, 다운 5000 30C 명백한 감소 배율 (도 2에 도시 된 바와 같이 청색 곡선시켰다.) 순환 배터리가 상당한 수보다. 우리는 또한 양성 및 음성 질량 사이클 특성을 참고 음극 수 (: 양극 = 1 : 정극의 질량비 2 양극 후 음극 용량 8 번) 증가 효과 상당히 작은 계열을 포함하는 음극, 그 결과, 전지의 사이클 성능을 향상시킬 수있는 과도한 주요 문제 따라서, 흑연 음극에서 생성 된 양 이온 및 안 좋은 상상 흑연 선택성 인공 선택적 SEI 막에 의해, 사이클 특성의 저하를 일으키는 K + 사이클에 매설 부 리드 및 음극을 둘러 개선 너무 작 흑연 부극의 감소량.
Jiaxin Zheng의 연구는 K- 이온 배터리 디자인에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다. 적절한 K + 임베디드 음극 재료를 지금 찾지 못하면 Li-ion 배터리 음극, 양극 및 음극 작업 만 사용하면됩니다. 영향, 그리고 효과적으로 배터리 성능을 보장합니다. 기술은 아직 성숙 아니지만, 음극 소재 용량이 낮고, 음극 용량 설계 요구 사항과 같은 해결해야 할 많은 문제가 있지만, 기술이 성숙으로, 이러한 문제 점차적으로 해결할 수 있으며,이 디자인 아이디어는 우리가 나트륨 이온 배터리 디자인과 같은 다른 배터리를 널리 홍보하고 새로운 배터리를 보급하는 데 도움이 될 수 있습니다.
