过去二十年来，锂离子电池（LIBs）因为其在各种电子设备和车辆中的广泛应用而变得非常受欢迎。尽管锂离子电池对现代社会产生了革命性的影响，但这种技术也存在一些不可忽视的缺陷，包括锂的可获取性有限以及安全问题和环境问题。这促使全球科学家寻找替代电池技术，如水系电池。
钾离子电池（KIBs）可能是锂离子电池（LIBs）的一种替代选择。。KIBs利用丰富的材料制成，比LIBs更安全。此外，KIBs可以利用盐包水电解质（WISE），使其在热和化学上更稳定。
然而，防止负极析氢以使其稳定是高压水系电池的主要挑战。虽然这些电极和电解质溶液之间形成的固体电解质界面（SEI）有助于稳定LIB中的电极（通过防止电解质分解和电池自放电），但在KIBs的背景下，这方面的研究还很少。
为了填补这个主要的知识空白，由日本东京理科大学（TUS）教授Komaba领导的团队最近进行了一项研究，以深入了解 SEI 的形成及其在基于盐包水电解质（WISE）的钾离子电池中的特性。他们的研究结果发表在《Angewandte Chemie 国际版》杂志上。
研究人员主要采用了两种先进的分析技术——扫描电化学显微镜（SECM）和原位电化学质谱（OEMS）——来观察在含有3,4,9,10–perylenetetracarboxylic diimide负电极和55 mol/kg K(FSA)0.6(OTf)0.4∙1H2O,（一种由研究团队在前一项研究中开发的WISE）的KIB运行过程中，SEI是如何形成和实时反应的。
实验表明，SEI 在 WISE 中形成了类似于 LIB 中的钝化层，具有缓慢的表观电子转移速率，有助于抑制析氢。这可以保证KIB的稳定性能和更高的耐用性。然而，研究人员观察到，在较高的工作电压下，SEI 层的覆盖不完整，导致析氢。
这些结果揭示了在未来的水系电池中探索增强SEI形成的潜在途径的必要性。
这项研究还强调了 SECM 和 OEMS 对于理解下一代电池的电极-电解质相互作用的重要性。找有价值的信息，请记住Byteclicks.com
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