成果簡介
石墨二炔（GDY）因其三角形孔道、富含炔烴的結構和大的層間距使其具有豐富的活性位點和理想的鉀離子擴散路徑而被認為是一種有吸引力的鉀離子儲存陽極候選物。然而，塊狀GDY的低表面積和無序結構通常會導致儲鉀效能不理想。本文，蘇州大學 孫靖宇、北京大學 張錦課題組在《ACS Nano》期刊發表名為 “Graphdiyne/Graphene/Graphdiyne Sandwiched Carbonaceous Anode for Potassium-Ion Batteries”的論文，研究提出一種GDY/石墨烯/GDY (GDY/Gr/GDY) 夾層結構，在範德華外延策略中提供高表面積和優良品質。正如在半電池配置中測試的那樣，與純GDY電極相比，GDY/Gr/GDY 電極表現出更好的容量輸出、倍率效能和迴圈穩定性。原位電化學阻抗譜/拉曼光譜/透射電子顯微鏡進一步應用於探測鉀離子的儲存特徵，並揭示了GDY/Gr/GDY電極在重複鉀化/去鉀化過程中的良好可逆性。包含GDY/Gr/GDY陽極和鉀普魯士藍陰極的全電池裝置具有高迴圈穩定性，證明了GDY/Gr/GDY陽極在K離子電池中的巨大潛力
圖文導讀
圖1. GDY/Gr/GDY夾層結構的合成和表徵。
圖2. GDY/Gr/GDY、Gr和GDY電極的電化學效能
圖3. GDY/Gr/GDY電極的電動研究
圖4.鉀化/去鉀過程中 GDY/Gr/GDY和原始GDY的原位TEM觀察。
圖5. KPB||GDY/Gr/GDY全電池器件的電化學效能
小結
已經合成了 GDY/Gr/GDY夾層結構，並證明它是PIB的合適陽極材料。詳盡的電化學測量和操作分析表明，與純GDY或Gr相比，GDY/Gr/GDY 表現出更高的鉀儲存能力，這得益於GDY/Gr/GDY的二維導電支架。KPB||GDY/Gr/GDY 全電池很容易獲得合理的可逆容量，證實了GDY/Gr/GDY的結構優勢。這項工作為針對實際應用的基於GDY的 PIB 陽極的設計提供了見解。
文獻：
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10857
