脂溶性维生素K2作为一种生物安全且可持续的电极材料，具有高循环稳定性，适用于水系锌离子电池

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Fat-Soluble Vitamin K2 as a Biologically Safe and Sustainable Electrode Material with High Cycle Stability for Aqueous Zinc-Ion Batteries

生物安全脂溶性维生素K2水系锌离子电池正极材料研究，采用低溶解性VK2替代易溶生物电极材料，结合水基CMC/SA粘合剂替代PVDF，实现500次循环超稳定性和优异倍率性能，并通过细胞毒性测试验证环境友好性。

　　

传统的锂离子电池（LIBs）不适用于生物相关应用，在废弃后会产生对环境有害的废物，这是因为它们的有机电解质和过渡金属氧化物电极具有高毒性。尽管已经研究了几种天然或生物衍生的有机电极材料（如核黄素，即维生素B2）用于电极制备，但这些材料在电解质中的高溶解度会导致电池容量迅速下降，而化学修饰往往还会增加其毒性。在这项研究中，我们提出使用脂溶性的维生素K2（VK2）作为水系锌离子电池的生物安全正极材料。由于维生素K2在水系电解质中的溶解度较低，因此其电极的循环稳定性显著优于水溶性核黄素电极。为了进一步减少对环境的影响，我们采用了可通过水相工艺处理的粘合剂，包括羧甲基纤维素（CMC）和海藻酸钠（SA），而不是需要使用有毒有机溶剂的聚偏二氟乙烯（PVDF）粘合剂。值得注意的是，使用CMC和SA粘合剂的维生素K2电极表现出比基于PVDF的电极更优异的倍率性能。此外，无论使用哪种粘合剂，所有维生素K2电极在500次循环后仍表现出出色的工作稳定性。最后，对电极浆料的细胞活力测试表明，维生素K2作为一种生物安全且可持续的电极材料，在未来的电池应用中具有很大的潜力。