因钾离子丰富的储量、低廉的价格且较低的标准电极电位，使得钾离子二次电池受到广泛关注。负极材料作为电池关键组成部分，对电池电化学性能起到决定作用。在钾离子电池的负极材料中，碳基材料以其低廉的成本、丰富的前驱体资源和环境友好特性，被认为是极具前途的钾离子电池负极材料之一。但是，碳基材料较低的比容量和缓慢的动力学反应特性，严重阻碍了电池容量和能力密度的充分利用。因此，研究人员投入了大量的精力来优化碳基负极材料的性能及揭示其潜在的储能机制。

近日，青岛大学贲昊玺团队通过原位硫化方式制备了具有硫氮双元素掺杂的三维多孔碳基负极材料。所制备的材料提供了丰富的钾离子存储位点，有效提升了钾离子存储的比容量。同时，通过有效调控缺陷位点，提升了钾离子吸脱附的可逆性和动力学特性。在电流密度为在 0.2 A/g 时，具有高达328 mAh/g的比容量，并且在 1 A/g 时展现了超过 2000 次循环的超长循环稳定性。相关成果发表在《Chemical Engineering Journal》。

图1 所制备材料的形貌结构

图2 材料的结构表征

图3 材料的电化学特性

图4 材料的储钾机理分析

通过引入元素氮和硫不仅可以创造更多的活性位点、缺陷，同时可以有效的扩大层间距和提升离子导电性。基于电子结构和表面的优化，所制备的碳基材料展现出优异的储钾特性。