促进均匀的电极反应对于减轻电极过早退化和实现增强的循环稳定性至关重要。这对于在电化学循环中经历剧烈形态变化的锂金属电极来说尤其重要,因为它们的失效会导致树枝状锂生长和安全隐患。近日,首尔大学Kisuk Kang通过电解质相关气相演化触发金属锂电化学镀的宏观不均匀性。
本文要点:
1)与电极尺寸相当的锂电镀过程中的宏观不均匀性受电解质的控制,这与电解质促进纳米/微米级锂枝晶生长的倾向性无关。无论锂枝晶的形成如何,这种电极水平的不均匀性由受电解质成分影响的气体生成反应所引发,随后的气相(即气泡)演变导致局部锂生长。
2) 实验结果和连续体模型模拟表明,通过这些气泡的受限锂离子质量传输增加了过电位,加剧了宏观尺度的不均匀性。对电解质相关的宏观锂不均匀性观测强调了在考虑锂沉积/剥离过程中实现均匀性控制策略时采用多尺度视角的重要性。
Kyoungoh Kim et.al Macroscale Inhomogeneity in Electrochemical Lithium-Metal Plating Triggered by Electrolyte-Dependent Gas Phase Evolution Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202304396
https://doi.org/10.1002/aenm.202304396