普鲁士蓝材料应用于水系钾离子电池的研究文献综述-文献综述网

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文献综述1引言当今社会科技与经济的迅猛发展使得全球环境污染和能源的问题日益突出。

可充电锂离子电池已经广泛作为能源储存中介应用于便携式电子产品。

然而,锂资源的稀缺以及随之而来的锂离子电池成本的提高,很大程度上限制了其在大规模储能中的应用,因此在能源储存体系中寻求无资源限制、高能量密度的二次电池体系成为亟待解决的问题。

钾和锂同属第一主族元素,具有相似的物理化学性质。

钾资源在地球的丰度较高(2.09 wt%)、分布广泛、易于获取,且与锂元素不同,钾元素不会和铝集流体发生合金化反应,使得负极可以用价格低廉的铝箔作为集流体,从而大大降低了钾离子电池体系的成本。

且钾的标准电极电势是-2.93 V,比较接近于锂的-3.04 V,使得钾离子电池具有较高的工作电压和能量密度。

与锂离子电池相比,钾离子电池与其构造及工作原理相似:钾离子在正负电极之间可逆的嵌脱引起电极电势的变化而实现电池的充放电,是典型的摇椅式储能机理。

电池的正负极分别由两种不同的能够可逆嵌脱钾离子的材料构成。

充电时,钾离子从正极脱出,进入电解质中,且通过外在电场力的作用迁移到负极;同时电子通过导通的外电路由正极流向负极,从而保证正负极的电荷平衡。

放电过程则与之相反。

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