三重作用协同阴离子空位实现储钾性能突破性提升
【研究背景】
阴离子空位工程（AVE）是改善转化型负极材料钾离子储存的新兴策略，尽管它在锂/钠离子电池中得到了广泛应用。AVE提升储钾性能现有机制主要集中在电荷转移上，但未能阐明其他关键问题。
近日，永乐高60net孙正明教授、潘龙副教授团队在缺陷调控储钾机制方面取得进展，阐明阴离子空位提升储钾性能三重关键作用，相关成果题为“Identifying the tri-roles of anion vacancy on improving K-ion storage”，以封面文章发表在国产能源类顶刊《Materials Reports: Energy》。课题组博士生张媛、博士后游菀蓉为共同一作，课题组潘龙副教授、孙正明教授为共同通讯。
【研究要点】
图1：形貌与微观结构分析
图2：储钾性能及机理分析
图3：碲空位对SEI的形成及成分的影响
图4：碲空位对体积应变、元素溶解及钾离子扩散的影响
图5：KPB||NiTe1−x全电池性能表现
【结论】
在本研究中，我们以NiTe为研究对象，在其表面引入阴离子空位，发现其提升储钾性能机制中发挥三重关键作用：
（1）最小化本征体积应变：在NiTe表面引入碲空位后，碲空位在晶格内部贡献额外自由体积，最小化嵌钾后的本征体积应变从15%至6%，并有效避免了电极粉化和元素溶解。
（2）原位诱导富无机相SEI：NiTe1−x表面碲空位作为具有高活性的位点，原位诱导稳定、薄且高韧的富无机相SEI形成，进一步缓解体积应变和元素溶解。
（3）调控局域原子结构：碲空位削弱Ni-Te键，改善结合能，增强钾离子扩散和结构稳定性。
【文章链接】
Yuan Zhang#, Yurong You#, Rongxiang Hu, Rui Wang, Yifan Su, Xin Cao, Dawei Sha, Long Pan*, Zhengming Sun*. Identifying the tri-roles of anion vacancy on improving K-ion storage.Materials Reports: Energy 5 (2025) 100351
DOI: 10.1016/j.matre.2025.100351