“电解质”科学家成功制备新型固态电解质，为钾金属电池的商业应用铺平道路

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来源：DeepTech深科技

在当前的能源存储领域中，可充电的钾（K）金属电池同时受到学界和业界的关注。该类电池具有较高的理论容量和较低的电位，这意味着它们可以为大规模能源存储提供更高的能量密度以及更低的成本。

但是，由于这类电池使用有机液态电解质，故会带来一定的安全性风险，例如泄漏、火灾和爆炸等。此外，在某些特定的钾电池系统中，有机液态电解质还存在一些其他问题。

例如：在 K-O2 电池中，氧气交叉渗透会导致电池的循环寿命降低；在 K-S 电池中，多硫化物的迁移也会对电池性能产生负面影响。

固态电解质（SSEs，Solid-state electrolytes）是解决上述问题的理想选择。它们不易泄漏、不易燃，并且可以防止物质比如氧气或多硫化物在电池内部穿梭。

然而，针对钾离子导体的固态电解质研究还处于初级阶段，很少有钾离子固态电解质的室温离子电导率可以达到 10-4S/cm。

为解决这一问题，美国俄亥俄州立大学吴屹影教授和团队在近期针对 K3SbSe4 这种新型钾离子固态电解质，开展了一项研究。

整体来看，凭借高能量密度和低成本的特性，在电池技术的发展趋势中，钾离子电池正展现出巨大的潜力。新型固态电解质不仅能够满足这些优势，还能为多个应用领域提供了新的可能性。

首先，K-O2电池非常适合用于大规模能源存储，特别是在太阳能和风能等可再生能源领域。这将有助于解决由于这些能源的间歇性供应带来的问题。

其次，随着电动汽车市场的迅速扩张，对于更安全、持久性更强的电池的需求也日益增长。利用固态电解质的钾金属电池能够提供更高的安全性，从而可以显著降低电池故障或火灾的风险。

此外，在便携式电子设备领域，如智能手机、笔记本电脑和智能穿戴设备中，新型固态电解质的引入可提高电池的安全性，从而延长设备的使用时间和提高用户体验。

而本次研究不仅为钾金属电池的商业应用铺平了道路，对于推动钾离子导体固态电解质的发展也具有重要意义。

参考资料：

Shao, J., Ao, H., Qin, L., Elgin, J., Moore, C. E., Khalifa, Y., ... & Wu, Y. (2023). Design and Synthesis of Cubic K3‐2xBaxSbSe4 Solid Electrolytes for K‐O2 Batteries. Advanced Materials,2306809.    

运营/排版：何晨龙 

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