本文亮點：

1.研究了非晶FeVO4作為鉀離子電池負極材料的電化學性質,該材料具有超過300mAh/g的可逆儲鉀比容量；

2.該材料對鉀離子的可逆存儲來源于表面（贗）電容效應和體相氧化還原反應的協同作用，在此過程中Fe和V均表現出電化學活性；

3.和炭黑復合后，非晶FeVO4表現出良好的倍率和循環穩定性，在300mA/g電流密度下能穩定循環2000圈，庫倫效率約為99.8％。


【前沿部分】

太陽能、風能、潮汐能等間歇性能源的不斷開發對能量存儲系統的價格和使用壽命提出了更加嚴格的要求。受限于鋰資源的儲量和價格，目前已經商業化的鋰離子電池（LIBs）很難滿足這種大規模儲能的要求。相較于鋰，鉀在地殼中具有更高的存儲量，并且具有和鋰相似的標準電極電勢。因此，鉀離子電池（KIBs）有可能成為鋰離子電池的替代品。目前，對于鉀離子電池負極材料的研究主要集中在比容量較低的碳材料上。雖然金屬氧化物通常具有比碳材料更高的理論比容量，但是鉀離子較大的半徑使得這類材料在儲鉀的過程中體積變化嚴重，容量損失迅速。因此，金屬氧化物負極材料在鉀離子電池中的應用鮮有報道。

最近，北京特種航天大學化學學院朱禹潔教授（青年千人）課題組和郭林教授課題組通過化學沉淀法成功合成了非晶FeVO4（a-FVO）材料。當用作鉀離子電池負極時，與對應的晶體材料相比，非晶FeVO4表現出優異的電化學性能。作者發現，在充放電過程中，表面（贗）電容效應和體相氧化還原反應均起到了存儲電荷的作用，材料中的Fe和V元素均表現出電化學活性。但與鋰離子電池中常見的金屬氧化物負極材料不同的是，FeVO4在放電（鉀離子嵌入）過程中并沒有生成金屬Fe或V，這有利于該材料獲得優異的循環穩定性。