什么是钾离子电池，钾离子电池的性能特点

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什么是钾离子电池

钾离子电池(potassium-ion battery 或 K-ion battery，简称PIB)是一种电池类型，类似于锂离子电池，使用钾离子代替锂离子进行电荷转移。与钠离子一样，钾离子也是锂离子电池的主要化学替代品。与类似的锂离子电池相比，PIB具有某些优势：电池设计简单，材料和制造程序都更便宜。与锂相比，钾的主要优势在于其丰富且成本低。

钾离子电池的工作原理

PIB的工作原理与LIB系统类似，是一个“摇椅模型”，基于K离子插入阴极和阳极材料。PIB的电解液传导电极化学反应的离子，并使电子通过外部电路传输而产生电流。

PIB电池基于电极上的几个可逆电化学反应运行。以可逆插层反应为例，含钾层状金属氧化物KMO2(其中M为Mn、Co或Ni)阴极和石墨阳极的充放电过程为：在放电过程中，K+离子首先从KMO2的层状结构中脱嵌，而层间氧的斥力增加，从而增强了层间距，并进一步导致石墨阳极从KMO2到K1-xMO2的多级相变，来自钾盐的K+离子在放电过程中插层到石墨层中以形成石墨插层化合物(GIC)。最大和最稳定的化学计量GIC是KC8，在充电过程中，形成固体电解质界面(SEI)，为阳极提供保护，并确保多次循环后的容量稳定。