全固態(tài)鉀電池，是電極、電解質(zhì)均為固態(tài)的以鉀離子為電荷載體的二次電池。
當(dāng)前全球范圍內(nèi)的二次電池通常是鋰離子電池，具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。2024年，全球鋰離子電池出貨量超過(guò)1540GWh，其中中國(guó)出貨量超過(guò)1200GWh。鋰離子電池中，金屬鋰不可或缺，但全球鋰資源儲(chǔ)量有限，在電動(dòng)汽車(chē)與消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展背景下，金屬鋰供應(yīng)日益緊張，因此新型二次電池開(kāi)發(fā)受到關(guān)注。
與鋰資源相比，全球鉀資源儲(chǔ)量較為豐富，成本相對(duì)較低，且鉀離子電池理論能量密度高，成為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)方向之一。2024年8月，美國(guó)Group1公司推出全球首款18650圓柱形鉀離子電池，能量密度達(dá)到160-180Wh/kg。鉀離子電池可以像鋰離子電池一樣采用液態(tài)電解液，由于鉀的化學(xué)活性更高，其安全性問(wèn)題更為嚴(yán)重，存在泄露、燃燒、爆炸風(fēng)險(xiǎn)，因此采用固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鉀電池開(kāi)發(fā)受到重視。
除以上固態(tài)電解質(zhì)以外，2024年8月，我國(guó)工信部關(guān)于發(fā)布國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能制造技術(shù)與重大裝備”等16個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知中，提到MOFs基智能固體電解質(zhì)材料及全固態(tài)薄膜鉀電池。可以為離子快速傳輸提供通道的MOFs基固態(tài)電解質(zhì)也可用于全固態(tài)鉀電池制造中。
從全固態(tài)鉀電池研究成果來(lái)看，我國(guó)湖南大學(xué)團(tuán)隊(duì)生成了無(wú)縫的固態(tài)聚合物電解質(zhì)與電極間的離子滲透界面，基于此研制的全固態(tài)鉀離子聚合物電池在4.5V工作電壓下庫(kù)侖效率保持2000次以上，在4.6V工作電壓下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)500次。
在海外，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)、日本京都大學(xué)等機(jī)構(gòu)均有全固態(tài)鉀電池研究成果問(wèn)世。新思界
行業(yè)分析人士表示，全固態(tài)鉀電池的原材料易得性與成本優(yōu)于鋰離子電池，能量密度高于鈉離子電池，憑借這些優(yōu)點(diǎn)，在二次電池技術(shù)發(fā)展中擁有良好發(fā)展?jié)摿Α５枰⒁獾氖牵覈?guó)鉀資源儲(chǔ)量相對(duì)較少，對(duì)全固態(tài)鉀電池研制與應(yīng)用造成不利影響。
全固態(tài)鉀電池具有成本低、能量密度高優(yōu)點(diǎn) 
