钾离子电池的一个关键挑战是探索低成本电极材料，以便快速和可逆地插入大离子尺寸的K+。中科院物构所孙传福团队报道了一种无机开放式骨架KTiOPO4负极材料，其可逆容量高达102 mAh/g（307 mAh/cm³），具有平稳的电压平台，平均电位为0.82 V（vs K/K⁺），长寿命超过200次循环，其K+运输动力学比Na超离子导体快〜10倍。实验分析和第一原理计算揭示了涉及双相和固溶体反应的电荷存储机制，并且电池体积变化（9.5％）小于石墨中Li+插入的电池体积变化（~10％）。此外，KTiOPO₄在K+嵌入上表现出准3D晶格膨胀，实现小晶格应变的分解，因此具有高的结构稳定性。

Ruding Zhang, Jiajia Huang, Wenzhuo Deng, Jingze Bao, Yilong Pan, Shuping Huang, Chuan-Fu Sun, A Safe, Low‐Cost, Fast‐Kinetics and Low‐Strain Inorganic‐Open‐Framework Anode for Potassium‐Ion Batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201909202

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201909202