近日，我院郑晶副教授联合浙江大学范修林教授等团队在国际化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（影响因子16.1）发表题为“A Compact-Solvation Electrolyte Under Low Concentration for High-Energy-Density and Stable Potassium-ion Batteries”的研究论文（DOI：10.1002/ange.202502016）。南京林业大学理学院为论文第一通讯单位，郑晶副教授为论文第一作者兼共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。
发展低成本、高能量密度且稳定的电化学储能方法，是实现清洁低碳可再生能源规模化存储与高效利用、加速实现“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标的必经之路。钾离子电池不仅继承了锂离子电池的基本工作原理、关键电极材料以及成熟的生产工艺与设备，而且能够避免使用昂贵矿物资源，有望快速发展成为廉价高效的规模化储能技术。近年来，该组聚焦于钾离子电池高比能电解液的设计与开发，以南京林业大学为第一单位取得了一系列研究成果（Appl. Catal. B: Environ. Energy, 2024, 359, 15, 124507；Chem. Eng. J.2024, 488, 150939；Chem. Eng. J.2024, 496, 153833；ACS Sustain. Chem. Eng.2023, 11, 24, 9020等）。
本工作针对传统钾离子电池电解液存在的电导率低、界面兼容性差等关键问题，提出了一种离子液体驱动的紧凑型溶剂化结构策略，在低浓度下同时实现了电解液的高离子电导率、低脱溶剂能及富含FSI-的溶剂化结构等优异特性，进而诱导形成稳定固态电解质界面膜并降低全路径离子传输阻抗，显著增强了储钾过程的热力学稳定性和动力学特性。最终，普鲁士蓝||石墨全电池在该电解液中以50 mA/g的电流密度下运行1450次循环后表现出88%的容量保持率。这项工作为高能量密度钾离子电池的合理设计提供了全新的思路。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202502016.
