利用金属（例如锂、钠、锌）作为阳极的电化学电池正在接受深入研究，因为它们预计将取代当前的锂离子电池，成为商业应用中能量密度更高的选择。此外，金属电极为反应性金属电沉积复杂环境中不同现象的基础研究提供了机会，例如离子输运和电化学动力学。

在这项工作中，斯坦福大学鲍哲南院士，崔屹教授，Jian Qin通过计算和实验研究了金属电沉积过程中与传输和动力学相关的竞争效应。

文章要点

1）研究人员使用布朗动力学模拟表明，较慢的沉积动力学会导致更致密和均匀的锂形态。这一发现是通过在电极上设计含离子聚合物涂层来实验实现的，该涂层同时提供锂离子传输路径，同时阻碍异质表面的电荷转移（Li⁺+e⁻→Li）。

2）进一步表明，这些离子聚合物界面可以显着延长醚基和碳酸酯基电解质中锂金属电池的电池寿命。通过理论和实验研究，发现较低的动力学与传输速率比是影响锂镀层形貌的主要因素。此外，通过增加离子电导率可以进一步微调镀层形态。

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Snehashis Choudhury, et al, Ion Conducting Polymer Interfaces for Lithium Metal Anodes: Impact on the Electrodeposition Kinetics, Adv. Energy Mater. 2023, 2301899

DOI: 10.1002/aenm.202301899

https://doi.org/10.1002/aenm.202301899