钾离子电池（PIBs）因其成本低、资源丰富以及潜在的高能量密度，在大规模储能领域展现出广阔前景。近年来，低浓度电解液（LCE，浓度≤0.5 M）凭借其低成本、低密度和低粘度等优势，逐渐成为可充电电池研究的热点。然而，由于钾离子（K⁺）半径较大，在充放电过程中伴随显著的体积变化以及由溶剂主导的溶剂化结构使得LCE的界面化学性能不理想，氧化稳定性较差，从而限制了PIBs的电化学性能。为此，为实现PIBs在实际应用中的高可逆性，亟需开发具有优异无机物界面组成的LCE体系。

近日，温州大学李林特聘教授联合河北工业大学郑士建教授、雷凯翔副教授、黄婷婷博士，通过分子轨道计算、静电电位（ESP）模拟以及K⁺-溶剂相互作用的精确分析，筛选出一种独特的潜溶剂—1,2-二丁基乙烷（DBE），其不能单独溶解KFSI盐，但可大幅度提升KFSI在DEE/DBE混合溶剂中的溶解度。该溶剂用于调控溶剂化结构，从而在低盐浓度（0.5 M）条件下，构建出具有高氧化稳定性和快速离子传输能力的F-DEE/DBE电解液体系。这一突破为钾离子电池的性能提升提供了全新思路。

首先通过光谱表征和理论计算，深入探讨了潜溶剂DBE对K⁺配位行为的影响。结果表明，DBE的引入增强了阳离子和阴离子之间的相互作用，形成了富阴离子的溶剂化结构。此外DFT计算发现F-DEE/DBE电解质中具备最低的K⁺-溶剂结合能，这有利于K⁺的脱溶剂化。

随后采用X射线光电子能谱（XPS）以及高灵敏度飞行时间二次离子质谱法（TOF-SIMS）表征了固体电解质界面（SEI）层的元素组成。界面产物中存在较多KF、K₂SO₄和K₂SO₃等无机物，表明SEI层主要由FSI^-阴离子的分解产物组成，该SEI层具有较高的电子导电性和机械强度，有利于提高电化学性能。

最后，通过组装全电池测试了F-DEE/DBE电解液在实际应用中的可行性。石墨||3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA）电池在经过300次循环后，容量保持率高达80.3%。即使在500 mA g^-1的高电流密度下，放电容量仍可保持在131.3 mAh g^-1。

在该工作中，潜溶剂DBE的引入在低浓度下建立了阴离子增强的溶剂化结构，并构建了富含无机物的SEI层，从而提高了界面稳定性，实现了钾离子电池的长循环寿命。这种无氟潜溶剂优化电解质的工程策略为PIB提供了一种低成本、高性能的电解质设计方案。