钾离子电池（PIBs）已经成为锂离子电池的一种有前途的替代储能技术。目前PIBs负极面临的主要挑战在于缓慢的动力学和较差的循环稳定性。

近日，吉林大学蒋青教授，杨春成教授报道了通过简单的静电纺丝，首次将球状仙人掌状Bi纳米球封装在富氮碳纳米网络（Bi NSs/NCNs）中，提出了一种合理的杂化材料的设计和制备方法。

文章要点

1）Bi NSs/NCNs复合材料具有独特的球形仙人掌状Bi NSs，在循环过程中逐渐形成三维（3D）多孔纳米网络，同时具有多个界面，以及超高（14.9 at%）N掺杂的NCNs。

2）3D多孔Bi纳米网络可以提高活性物质的利用率，缩短离子/电子扩散长度。而NCNs能够提高电导率，增加电化学活性中心。两者都有利于提高储钾的赝容贡献，并有利于快速动力学。此外，DME基电解质可以促进稳定的固体-电解质界面（SEI）膜的形成，缩短能垒，促进K⁺扩散的电荷转移。

3）实验结果显示，Bi NSs/NCNs电极表现出前所未有的倍率容量（50 A g⁻¹时为489.3 mAh g⁻¹，容量保持率为86.6%）和长循环性能（2000次循环后10 A g⁻¹时的容量为457.8mAh g⁻¹），表现出优于公开文献报道的所有PIBs负极的性能。因此，Bi NSs/NCNs电极具有最佳的储钾性能。

参考文献

Rong Chao Cui, et al, Ball-Cactus-Like Bi Embedded in N-Riched Carbon Nanonetworks Enables the Best Potassium Storage Performance, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202103067

https://doi.org/10.1002/adfm.202103067