钾离子电池(PIB)由于钾的储量丰富和成本低等优点，在大规模储能技术中被认为是锂离子电池的有前途的替代品。然而，K离子的大半径严重阻碍了有效电极材料的开发。
近日，哈工大慈立杰教授，Deping Li报道了将SnS2限制在N，S共掺杂的碳纳米纤维中，并作为PIBs的负极材料，结果显示，SnS2@C-2纳米纤维具有高的可逆容量（457.4 mAg-1@0.05 A g-1）、优异的循环稳定性（1000次循环@2.0 A g-1）和优异的倍率性能（219.4 mAg-1@5.0 A g-1），超过了大多数已报道的工作。
文章要点
1）通过静电纺丝过程后，研究人员得到白色的含锡聚合物膜。然后经过连续的预氧化、碳化和硫化处理，得到了无粘结剂的柔性SnS2@C-x纳米纤维。通过调节SnCl2∙2H2O的加入量，使SnS2的质量比从21.63 wt.%精确调整到78.65 wt%。所得到的无粘结剂的SnS2@C-2纳米纤维表现出极好的柔韧性，可以经受弯曲、扭曲和滚动等变形测试。
2）基于其优异的K离子存储能力，研究人员采用了原位X射线衍射技术，阐明了SnS2@C-2高可逆容量的来源。此外，连续的循环伏安测量也被用来阐明不同电荷状态（SOC）下K离子的组合存储行为。结合Randles-Sevcik方程和dQ/dV图，研究人员建立了钾离子在不同钾化深度下的存储行为和扩散动力学之间的关系。此外，研究人员还对K在不同N掺杂和N、S共掺杂晶位上的吸附亲和势进行了理论计算，进一步揭示了K-离子扩散速率和K-离子吸附行为增强的内在机制。
这项工作不仅为设计转化/合金化型电极材料提供了有效的策略，而且对钾离子储存行为与动力学之间的关系也有了深刻的认识。
Deping Li, et al, Foldable Potassium-Ion Batteries Enabled by Free-standing and Flexible SnS2@C Nanofibers, Energy Environ. Sci., 2020
DOI: 10.1039/D0EE02919J
https://dx.doi.org/10.1039/D0EE02919J
