信息来源： 发布日期: 2022-09-14

近日，光伏材料省重点实验室肖助兵教授课题组在高性能柔性钾离子电池方面取得重要研究进展，以“Self-Regulation of Spin Polarization Density Propelling the Ion Diffusion Kinetics for Flexible Potassium-Ion Batteries”为题，发表在国际期刊《Advanced Functional Materials》上（影响因子19.924）。

近年来，钾离子电池以钾金属电极工作电位优异、钾储量丰富等优势得到越来越多的关注。但是，钾离子大的离子半径使电极材料的储钾动力学机制缓慢。该组以MXene材料在柔性器件中的应用为出发点，通过简单低成本的液相合成方法和表面工程策略制备了新一代具有丰富异质界面和异质结的三维V₂C-VO₂多级异质结构，克服了传统异质结构面临的问题，从而有效促进了K⁺扩散动力学。这种多级异质结构不仅为电子/离子的快速转移和扩散提供了一个互联的三维网络，而且极大地提高了电池运行过程中的结构稳定性。作者结合DFT和扩散量子蒙特卡诺理论计算模拟，进一步证实了V₂C和VO₂组分中自旋极化密度的自调节也是促进K⁺迁移和离子扩散动力学的关键。更重要的是，柔性全电池即使经过苛刻的弯曲和折叠后，也表现出较高的容量和卓越的循环性能，展示了V₂C-VO₂多级异质结构用于柔性可穿戴电子设备的潜力。

该成果得到了国家自然科学基金面上项目，河南大学“杰出人才特区支持计划”第四层次特聘教授启动经费，河南省高校基础研究重点科研项目，河南省自然科学基金资助项目及河南省博士后基金资助项目的支持。河南大学光伏材料省重点实验室为该论文的唯一通讯单位。论文的第一作者为硕士生徐梦瑶，肖助兵教授为论文通讯作者。

文章链接 https://doi.org/10.1002/adfm.202203263