全固态钾金属电池因其来源丰富、成本效益高以及高能量/功率密度而受到越来越多的关注。然而，它们的发展普遍受到缺乏合适的固态电解质的制约。

在此，郑州大学Xuenian Chen，河南师范大学Zhansheng Lu，俄亥俄州立大学Yiying Wu报道了一种新的复合物KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂，它是通过在温和条件下研磨和加热十氢单碳十硼酸钾(KCB₉H₁₀)和咪唑(C₃H₄N₂)的混合物来合成的，以获得K离子超离子固态电解质。

文章要点

1）FOX软件显示该晶体结构为正交晶格，空间群为Pna2₁。使用爬升图像轻推弹性带(CI-NEB)方法计算了K⁺在晶体结构中的扩散特性。

2）KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂在30 °C时表现出1.3×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率，比KCB₉H₁₀高4个数量级。这一离子电导率也是已报道的基于氢化硼酸盐的K+导体中最高的值。此外，KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂的K⁺迁移数为0.96，电化学稳定窗口为1.2至3.2 V vs. K/K+，并且对被一层咪唑钾(KIm)包裹的K金属具有良好的稳定性。

这些优异的性能使KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂成为一种很有前途的K离子固态电解质。

参考文献

Zhiwei Lu, et al, Facile Synthesis of Potassium Decahydrido-Monocarba-closoDecaborate Imidazole Complex Electrolyte for All-Solid-State Potassium Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202412401

DOI: 10.1002/anie.202412401

https://doi.org/10.1002/anie.202412401