Boosting K+‐ionic Conductivity of Layered Oxides via Regulating P2/P3 Heterogeneity and Reciprocity for Room‐temperature Quasi‐solid‐state Potassium Metal Batteries

材料科学 离子电导率 电解质 氧化物 电导率 晶界 离子键合 化学工程 离子 快离子导体 化学物理 微观结构 纳米技术 化学 复合材料 冶金 电极 物理化学 工程类 有机化学
作者
Xinyuan Zhang,Boqian Yi,Wanqing Jia,Shuoqing Zhao,Serguei V. Savilov,Shiyu Yao,Zhongxiang Shen,Gang Chen,Zhixuan Wei,Fei Du
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202413214
摘要

Solid‐state potassium metal batteries are promising candidates for grid‐scale energy storage due to their low cost, high energy density and inherent safety. However, solid state K‐ion conductors struggle with poor ionic conductivity due to the large ionic radius of K+‐ions. Herein, we report precise regulation of phase heterogeneity and reciprocity of the P2/P3‐symbiosis K0.62Mg0.54Sb0.46O2 solid electrolyte (SE) for boosting a high ionic conductivity of 1.6×10‐4 S cm‐1 at 25 °C. The bulk ionic conducting mechanism is explored by elucidating the effect of atomic stacking mode within the layered framework on K+‐ion migration barriers. For ion diffusion at grain boundaries, the P2/P3 biphasic symbiosis property assists in tunning the SE microstructure, which crystallizes in rod‐like particles with lengths of tens of micrometers facilitating long‐distance ion transport and significantly decreasing grain boundary resistance. Potassium metal symmetric cells using the modified SE deliver excellent cycling life over 300 h at 0.1 mA cm−2 and a high critical current density of 0.68 mA cm−2. The quasi‐solid‐state potassium metal batteries (QSSKBs) coupled with two kinds of layered oxide cathodes demonstrate remarkable stability over 300 cycles, outperforming the liquid electrolyte counterparts. The QSSKB system provides a promising strategy for high‐efficiency, safe, and durable large‐scale energy storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李健应助风趣的爆米花采纳,获得10
刚刚
FashionBoy应助无名采纳,获得10
1秒前
超级的丸子完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
隐形曼青应助murry123采纳,获得10
4秒前
ANG完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
李嘉欣发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
lascqy完成签到 ,获得积分10
7秒前
wbh发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助咚咚咚采纳,获得30
9秒前
小熊熊完成签到,获得积分10
10秒前
Tessa完成签到,获得积分10
10秒前
王心耳完成签到,获得积分10
11秒前
扁舟灬完成签到,获得积分10
11秒前
周婷发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
puff关注了科研通微信公众号
12秒前
12秒前
14秒前
稳重岩完成签到 ,获得积分10
16秒前
loski发布了新的文献求助10
17秒前
步一发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
hanleiharry1发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
murry123发布了新的文献求助10
19秒前
痴情的寒云完成签到 ,获得积分10
19秒前
CAOHOU应助张wx_100采纳,获得10
20秒前
21秒前
ppg123应助NightGlow采纳,获得10
22秒前
22秒前
23秒前
emmm发布了新的文献求助10
24秒前
顾矜应助wbh采纳,获得10
25秒前
无辜的夏山完成签到,获得积分10
25秒前
1142722发布了新的文献求助10
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3989390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531487
关于积分的说明 11254109
捐赠科研通 3270153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804887
邀请新用户注册赠送积分活动 882087
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809174