KCB9H10·2C3H4N2固态电解质

钾离子电导率提升4个数量级

以咪唑络合物为K+传输介质，在30°C达到1.3×10-4 S/cm离子电导率，为氢硼酸盐类钾离子导体最高值。

邱朋涛 · 陈新 · 路战胜 · Wu, Yiying · 陈学年

Angewandte Chemie - International Edition 2024

参数信息

离子电导率

1.3 × 10-4 S cm-1

离子电导率提升倍数

10000

钾离子迁移数

0.96

电化学稳定窗口下限

1.2 V

电化学稳定窗口上限

3.2 V

技术优势

电导率猛增四个数量级

KCB9H10与咪唑络合后形成K+快速传输通道，在30 °C下达到1.3 × 10-4 S cm-1，是原始KCB9H10的一万倍，为氢硼酸盐类钾离子导体报道最高值。

钾离子迁移数接近1

K+迁移数高达0.96，意味着电流几乎全部由钾离子承载，可减少浓差极化，提高电池倍率性能和能量效率。

对钾金属稳定

与钾金属接触后形成一层钾咪唑盐（KIm）界面，抑制了副反应，使电解质与钾负极相容，有利于全固态电池的循环寿命。

应用场景

• 全固态钾电池：可作为固态电解质直接压制，组装全固态钾金属电池，验证其循环性能。
• 固态电解质：提供一种新型氢硼酸盐络合物固态电解质，拓宽了固态电解质材料体系。
• 钾离子导体：该材料实现目前报道最高的氢硼酸盐类钾离子电导率，可作为新型钾离子导体候选。
• 高安全电池：对钾金属稳定且不易燃，可降低电池热失控风险，适用于高安全电池体系。