由于K和F空位的存在，這個特殊結(jié)構(gòu)可以容納由于鉀離子插入引起的體積膨脹，進(jìn)而提高KIBs的容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。同時，該研究表明KMnF-NCs的晶體結(jié)構(gòu)缺陷對刻蝕反應(yīng)具有重要影響。在可逆充放電過程中，該片層結(jié)構(gòu)包覆的空心納米塊可以提供較大的比表面積并具有贗電容特性，進(jìn)而使材料具有展現(xiàn)出高容量、高穩(wěn)定性和優(yōu)秀的倍率性能。

KMnF-NC結(jié)構(gòu)的合成示意圖及微觀結(jié)構(gòu)表征

在400mA·g-1的大電流密度下循環(huán)10000次仍可保持110mAh·g-1的容量，容量保持率高達(dá)99%。除此之外，該工作通過原位XRD和DFT計算，證明了該材料在脫嵌K離子過程中的體積變化基本可以忽略，表明刻蝕后的KMnF-NCs可以作為一類新的具有良好循環(huán)穩(wěn)定性的零應(yīng)變KIBs負(fù)極材料。北京科技大學(xué)劉志偉博士和李平教授為該論文的第一作者，北京大學(xué)王偉博士為共同通訊作者。

曲選輝教授團(tuán)隊長期從事特種粉體材料制備、粉末冶金近終形成形技術(shù)的研究。近年來，該團(tuán)隊在曲選輝、秦明禮和李平教授的帶領(lǐng)下，致力于將新型粉體材料技術(shù)應(yīng)用于難熔金屬、軟磁合金、高導(dǎo)熱氮化鋁、鋰離子和鉀離子電極材料及燃料電池催化劑等新材料中。研制的近球形微細(xì)(納米)鎢粉、鐵粉和氮化鋁陶瓷粉滿足了粉末注射成形技術(shù)的需要，實現(xiàn)了這類難加工材料制品的近終形精密制造。相關(guān)產(chǎn)品已在特種和民用領(lǐng)域獲得應(yīng)用，曾獲國家發(fā)明專利40余項，教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項(2011年度)、中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(技術(shù)發(fā)明)一等獎2項(2016、2017年度)。