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锂离子电池（LIBs）是目前市场上最先进的便携电子产品和电动汽车等的电源,是21世纪最有潜力的大规模储能应用技术之一。然而,由于全球锂资源匮乏,锂离子电池成本较高。研发低成本、高性能、长循环寿命的新型储能体系已经刻不容缓。钾离子电池作为锂离子电池的替代者,近年来得到人们关注,其中大部分工作是对钾离子电池正负极材料的研究,并没有制备出电化学性能优异的钾离子全电池。本课题设计一种新型的多离子体系的钾双离子电池,将锂、钾杂化与钾型双离子电池相结合进行深入的研究讨论,优化电解液配方,制备电化学性能优异的新型钾离子电池,对电池的反应原理和机制进行深入的表征分析。对不同杂化比例Li+/K+杂化离子电池的制备及性能研究。首先对K+/Li+杂化离子电池的电解液进行了优化,对比几种配比的电解液用于K+/Li+杂化离子电池（主要以锂含量为20%和30%为例）的电化学性能,甄选出最优电解液配比为EC:EMC:DMC:PC=2:2:1:1。然后配制了不同杂化比例的电池进行充放电性能以及电化学阻抗测试,当锂含量为20%时,电池具有较高的比容量、循环稳定性以及库伦效率,此时阻抗较低,电化学反应活化能也较低。结合电化学阻抗、电化学反应活化能、循环性能测试,并且从减少锂资源消耗的方面考虑,我们选择锂含量为20%的杂化离子电池为最优杂化比。对锂含量为20%的杂化离子电池进行倍率性能测试、反应机理分析及电化学性能提升机制的探讨。电化学性能:25 C倍率充放电时放电比容量可达86.3 mAh g-1;5 C倍率循环500次后,放电比容量高达104.6 mAh g-1,容量保持率为99%。通过负极XRD、XPS测试,分析出负极合金化产物为Li2Sn5和K2Sn5,通过MS模拟计算K2Sn5的标准PDF衍射图谱以及晶体结构。通过正、负极材料在不同电压的非原位XRD、Raman测试,以及负极材料原位应力测试,表明电池具有良好的材料结构稳定性及反应物相可逆性。模拟计算了钾和锂在锡晶格中的扩散能垒,Li的扩散能垒远小于K,因此Li+的引入能极大降低电池的反应活化能,提升K+的扩散系数,此外锂与锡生成的Li2Sn5相以及钾与锡生成的K2Sn5相均具有明显的金属特性,有利于电子的传输,极大的提升电池倍率性能及可逆容量。