据外媒报道，由莫斯科Skoltech科学与技术研究院领导的俄罗斯科学家近日推出一种钾离子电池，该电池结合高储能容量和快速充电能力的优势，成为可以替代锂离子电池的另一项创新技术。其技术进步将为快速充电、耐用、高容量的金属离子电池的发展铺平道路，从而满足对储能创新产品不断增长的需求。
　　
　　研究人员为此研究含有六氮杂苯并菲结构的有机聚合物材料。Skoltech科学与技术研究院博士生Roman Kapaev表示，“多功能性是有机材料的主要优势之一，它们的氧化还原机制与反离子的性质无关，这使得寻找锂离子电池的替代品更加容易。随着金属锂价格的上涨，采用成本更低的钠或钾来替代是有意义的，因为钠或钾储能十分丰富。至于无机材料，则情况要复杂得多。”
　　
　　研究小组发现这种材料适用于锂、钠和钾电池化学成分，并且可以快速充电，从而能够在数千次充放电之后仍能保持储能容量不衰减。根据在国际著名期刊《材料化学杂志A》上发表的论文，与钾离子电池相比，锂离子电池阴极的工作电位较低，导致储能容量有限。
　　
　　为了改进阴极技术，其研究的结果是开发一种有机阴极材料，这种材料是以二氢吩嗪聚合物为基础的。Skoltech科学与技术研究院博士生Philipp Obrezkov说，“芳香族聚合物胺可以制造出用于金属离子电池的优良高压有机阴极，在研究中，我们首次在钾电池阴极中使用了聚-N-苯基-5，10-二氢吩嗪。”
　　
　　研究小组在此基础上开发了一种钾离子电池，该电池在《物理化学快报》上发表的另一篇论文中进行了描述，其比能量达到593Wh/kg。Obrezkov表示，这一指标对于所有已知的钾离子电池阴极来说达到了创纪录的高值。
　　
　　研究小组在研究中将阴极和作为阳极的涂在碳纸上的钾钠合金结合起来，通过这种组合开发出的电池，具有强大的容量性能，在10000次充放电之后只损失11%的容量。这种电池的功率密度将近100000W/kg，通常只有超级电容器才能达到这一水平。
　　
　　该研究小组负责人、Skoltech科学与技术研究院副教授PavelTroshin表示：“我们的研究表明，电活性有机材料可以为结合金属离子电池和超级电容器优点的新一代电池铺平道路，从而消除了对锂以及其他昂贵金属化合物的需求。”
　　
　　编译：Harris