近日，我院徐亚利博士在Electrochimica Acta上发表了题为“Water intercalation strategy to fabricate low-potential and dense grapheme film anode for high energy density K-ion batteries”的研究论文。该文章利用化学刻蚀的方法对氧化石墨烯片造孔，采用一种简单的水辅助低温干燥法，制备了自支撑的3D还原氧化石墨烯薄膜（L-HRGO/CNT）。在低温冷冻过程中，氧化石墨烯片层间存在的水分子变成小冰晶，冰晶作为阻隔剂，以阻止氧化石墨烯片的堆叠。在低温真空干燥中，伴随着冰晶的升华，石墨烯片的层间距被撑开。此外，为了增强薄膜的强度，在抽滤成膜过程中，将CNTs引入氧化石墨烯基水凝膜中。得益于优化的结构设计，该薄膜直接作为KIBs负极时，在50和1000 mA g^-1时分别展现出307和164 mAh g^-1高容量，且在1.0 V以上放电容量可忽略不计。并且，当其与KVPO₄F正极材料组装成KIBs全电池时，展现出473.0 Whkg^-1/776.9 Wh L^-1高的能量密度。

Yali Xu, Yuxuan Wu, Qunli Tang, Xiangdan Zhang, Zhongfeng Tang, Aiping Hu, Zefu Fan, Zhenling Wang, Xiaohua Chen, Water intercalation strategy to fabricate low-potential and dense grapheme film anode for high energy density K-ion batteries, Electrochimica Acta 2022, 403, 139626, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013468621019101

图1 HGO和L-HRGO/CNT薄膜制备过程示意图

图2 L-HRGO/CNT薄膜电极的电化学性能

图3 L-HRGO/CNT-2.0的in-situ阻抗分析

图4 KVPO₄F正极材料和KVPO₄F//L-HRGO/CNT-2.0 KIBs全电池的电化学性能