钾离子电池放电率性能的量化分析
材料科学
2025-12-17 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
锂离子电池因其悠久的研究历史和高能量密度而主导电池研究和产业。然而，日益增长的需求和有限的锂资源推高了锂价和电池成本，催生了对替代化学体系的关注。钾离子电池因其元素丰富且潜在成本更低而近年来受到关注，但技术处于早期阶段，需进一步深入以指导其发展。本文应用最近发展的严格分析电极放电率性能的方法，对来自广泛钾离子电池的实验放电率数据进行评估。利用比容量（mAh/g）随充放电速率的曲线，提取评估关键模型适用性并分析钾离子电池机会的性能参数。这些参数与电极特性之间的关系用于解释性能趋势并将钾离子电池与既定技术进行比较。分析结果表明，该模型有效拟合钾离子电池的放电率性能数据，允许可靠提取性能参数。虽然钾离子电池通常表现出低于锂离子电池和钠离子电池的比容量，但其放电率上限发现超过锂离子、钠离子及相关二维材料电极，尽管钾原子尺寸和质量更大。
引用
@article{arxiv.2512.14191,
title = {Quantifying the Rate Performance of Potassium-Ion Batteries},
author = {Caolin Ua Tuiscint and Jonathan N Coleman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14191},
year = {2025}
}