研究人员发明类细胞碳微球 为电池负极稳定储存钾离子

随着智能便携式电子产品和电动汽车的快速发展，锂资源的消耗将急剧增加，同时也将增加锂离子电池的成本。此外，锂资源的短缺和分布不均也限制了其进一步的开发和应用。钾和锂具有相似的特征，储量丰富。钾离子电池作为锂离子电池的最佳替代品，已成为研究热点。与Na、Mg、Al（1.66Vvs.SHE）相比，钾的标准氧化还原电位更接近锂。这意味着PIB可以提供更高的能量密度和放电电势，这对未来探索优秀的电极材料和研究钾的储存机制具有重要意义。据外媒报道，在最新的《国家科学评论》杂志上，湖南大学、中南大学和克莱姆森大学的科学家合作发明了一种可以稳定储存钾离子的细胞碳微球。仿生碳电池由高度石墨化的碳片或碳纳米管组成。

碳纳米管负责连接碳电池的内部和外部，提供大量的离子通道，增加了离子的扩散路径，提高了传输速率。BCCs的内部空间为钾离子插入石墨引起的体积变化提供了缓冲，细胞膜的碳壳保护和支撑了内部材料和整体结构，极大地提高了PIB的循环稳定性。实验结果表明，BCC基电极在500mA g-1的电流密度下可以循环2100次，循环稳定性容量为226mAh g-1。在100 mA g-1的电流密度下，它可以连续运行超过15个月，表现出优异的循环稳定性。卢炳安教授说：， “从科学的角度来看，我们正在将生物学和材料合成领域相结合，并已经看到了合成碳材料作为钾离子电池负极的性能和稳定性。从广泛的角度看，这项研究推出了一种提高电池性能的新解决方案，并为新型仿生蝙蝠的设计和制造提供了新的途径未来的tery材料

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