康飞宇领衔！清华大学深研院高崇伟/杨诚/翟登云Angew丨理性空位设计突破普鲁士蓝尺寸限制激活亚微米正极！

背景：钾离子电池（PIBs）因资源丰富和成本低廉，在电网级储能中具有潜力。普鲁士蓝类似物（PBAs），如铁氰化铁（FeHCF），因高理论容量和循环稳定性而备受关注，但其电化学活性受限于K⁺扩散深度差导致的尺寸效应，即随颗粒尺寸增大可逆容量急剧下降。传统上通过缩小颗粒至纳米级来缩短扩散路径，但会引入随机空位缺陷导致容量衰减。研究目的：本研究旨在通过理性空位设计，突破PBAs的尺寸限制，使亚微米级FeHCF颗粒实现高效钾离子存储。作者探索了空位富集型FeHCF（FeHCF-V）的结构特性，并开发晶格重构策略以进一步优化性能。结论：研究证实，FeHCF-V中集体有序的空位构建了高度对称的Fe配位环境，为K⁺长程传输提供了通道，使500 nm颗粒仍保持72%可逆容量。通过柠檬酸钾进行的局部晶格重构，FeHCF-RC结合了高离子传输特性和结构稳健性，消除了首次容量衰减。重构后的FeHCF-RC在50 mA g⁻¹下实现90 mAh g⁻¹可逆容量，800次循环后保持82.6%。该工作展示了空位在优化PBAs中K⁺存储动力学的有益作用，为高性能大尺寸PBAs正极材料的发展提供了新途径。