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KVPO4F@C de bajo esfuerzo como ánodo hiperestable para baterías de iones de potasio

Autores: Liu, Zhaomeng; Wang, Da; Zhang, Yilong; Gong, Zhiqing; Lv, Xuehui; Qin, Qi; Gong, Yang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Baterías de iones de potasio
Materiales a base de carbono
Materiales de aleación
ánodos
Compuesto KVPO4F@C
Estabilidad del ciclo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las baterías de iones de potasio con materiales a base de carbono y materiales de aleación como ánodos poseen pronunciadas capacidades de almacenamiento y ciclo de potasio, sin embargo, sufren de procesos sintéticos rigurosos, baja eficiencia coulómbica inicial y estabilidad estructural limitada. Aquí, proponemos por primera vez el fluorofosfato de vanadio de potasio (KVPO4F) como un material de ánodo altamente estable para baterías de iones de potasio (PIBs). El compuesto KVPO4F@C se sintetiza con éxito a través de un método hidrotermal seguido de un proceso de tostado a baja temperatura. Una película de carbono amorfo envuelve homogéneamente la superficie de las partículas de KVPO4F para mejorar la conductividad electrónica. Como ánodo para PIBs, el KVPO4F@C presenta una capacidad de descarga superalta de 242.32 mAh g-1 y una estabilidad cíclica superior durante más de 120 ciclos a 100 mA·g-1 con una retención de capacidad del 93.1%. Además, mantiene el 92.9% de su capacidad inicial de 100 mA·g-1 a 1000 mA·g-1 después de 2100 ciclos, lo que indica un excelente rendimiento a largo plazo. Las pruebas de Difracción de Rayos X in situ y Microscopía Electrónica de Transmisión ex situ demuestran la mínima variación de volumen y la estructura estable de KVPO4F@C. El KVPO4F@C diseñado proporciona una conductividad electrónica facilitadora y una estructura estable, innovando con éxito un material de ánodo ultraestable y de alto rendimiento para baterías de iones de potasio y otros campos de aplicación de almacenamiento de energía.

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