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全固態鉀金屬電池因其來源豐富、成本效益高以及高能量/功率密度而受到越來越多的關注。然而，它們的發展普遍受到缺乏合適的固態電解質的制約。

在此，鄭州大學Xuenian Chen，河南師范大學Zhansheng Lu，俄亥俄州立大學Yiying Wu報道了一種新的復合物KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂，它是通過在溫和條件下研磨和加熱十氫單碳十硼酸鉀(KCB₉H₁₀)和咪唑(C₃H₄N₂)的混合物來合成的，以獲得K離子超離子固態電解質。

文章要點

1）FOX軟件顯示該晶體結構為正交晶格，空間群為Pna2₁。使用爬升圖像輕推彈性帶(CI-NEB)方法計算了K⁺在晶體結構中的擴散特性。

2）KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂在30 °C時表現出1.3×10^?4 S cm^?1的高離子電導率，比KCB₉H₁₀高4個數量級。這一離子電導率也是已報道的基于氫化硼酸鹽的K+導體中最高的值。此外，KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂的K⁺遷移數為0.96，電化學穩定窗口為1.2至3.2 V vs. K/K+，并且對被一層咪唑鉀(KIm)包裹的K金屬具有良好的穩定性。

這些優異的性能使KCB₉H₁₀·2C₃H₄N₂成為一種很有前途的K離子固態電解質。

參考文獻

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