2025年5月13日，秦磊研究员团队在能源材料领域期刊《Energy Materials and Devices》上发表了题为“Regulating the coordination of solvent molecules with K salts for non-flammable and durable potassium-ion batteries with all-aluminum current collectors”的研究论文。该工作聚焦电解液溶剂化结构调控，创新性地将氟化磷酸酯作为弱溶剂化单溶剂应用于钾离子电池，通过构建富阴离子溶剂化鞘层，实现了全铝集流体体系下电池的不燃性与长寿命运行。深圳大学高等研究院为第一完成单位，研究生李一硕为论文的第一作者、本科生张心阳为论文的共同第一作者，秦磊研究员为该文章的通讯作者。

钾资源丰富、铝集流体兼容性好等优点使钾离子电池（PIBs）在大规模储能领域极具应用潜力。但电解液易燃、铝集流体在高电压下易腐蚀，以及电极与电解液界面副反应导致电池寿命降低这三大问题显著限制了钾离子电池的应用前景。本研究通过溶剂分子氟化设计，选用不可燃性的三（2,2,2—三氟乙基）磷酸酯（FTEP）作为单溶剂，配制1.0 mol/L KFSI/FTEP电解液。FTEP通过末端氟原子的强吸电子效应减弱溶剂与钾离子的配位能力，促使富阴离子溶剂化鞘层的形成（90.7%的FSI⁻参与配位）和保护性界面钝化膜的生成，显著缓解电极与电解液界面副反应的持续发生，解决了传统钾离子电池面临的普适性难题。在低浓度（1.0 mol/L）下实现了“弱溶剂化—富阴离子配位”的双重目标，打破了传统电解液“高安全性与高性能难以兼顾”的瓶颈。此工作为高性能PIBs电解液设计提供了新思路，通过调控溶剂化结构优化界面化学，既可抑制铝集流体腐蚀，又能兼顾离子可逆储存效率，为下一代储能电池的安全化、低成本化奠定了理论基础。

该研究得到国家自然科学基金（52301280）、博士后HWYC计划、深圳市科技计划（JCYJ20240813142526034）、广东省自然科学基金（2025A1515010810）、深圳大学青年教师科研启动项目（868-000001032171）等资助。

原文链接：https://doi.org/10.26599/EMD.2025.9370066

图1研究概要图。