钾金属电池（PMBs）因其成本效益和高能量密度备受关注，但商业化应用仍面临三大挑战：钾枝晶不可控生长、显著体积膨胀以及钾金属负极表面不稳定的固体电解质界面（SEI）形成。这些问题导致库仑效率降低、电极/电解质界面失稳及循环性能衰退。基于此，本团队首次采用DIW技术设计了一种由还原氧化石墨烯（rGO）、碳纳米管（CNTs）和氟化钠（NaF）构成的多级孔微晶格气凝胶宿主（3DP-rGO/CNTs/NaF）。其中：大孔道物理限域钾沉积缓解体积膨胀，互连微孔促进电解液渗透；NaF组分不仅提升宿主亲钾性以引导钾均匀沉积，还能形成富无机成分的稳定SEI层。基于该宿主的钾金属电池表现出优异性能：在0.5 mA cm−2/0.5 mAh cm−2条件下实现1750次稳定循环（平均库仑效率98.5%）；与PTCDA正极组装的完整电池在100C倍率下循环2000次后仍保持107.4 mAh g−1的可逆比容量（容量保持率90.3%）。这项工作通过DIW技术构建多功能三维宿主，同步解决了枝晶生长、体积膨胀和界面不稳定等关键问题，为高性能钾金属电池开发提供了新思路。
原文链接https://doi.org/10.1002/adfm.202508586