电动悟空摘录 带电离子通过电解质

电动悟空摘录 带电离子通过电解质在两个电极之间移动，电池可以储存和释放能量。当使用电池时，每个电极表面形成一个薄分子层，称为固态电解质界面层（SEI）.

在锂离子电池和钠离子电池中，由于机械不稳定和反应性SEI的形成，电极/电解质界面氧化还原过程的可逆性不足。稳定且富含无机物质的SEI可以阻挡电子转移，只允许某些离子通过，从而支持超过电解质电化学极限的可逆循环。

高温(大于100°C）在电化学电池中使用无机熔盐电解质可以提供稳定的循环性能。然而，日常电池的应用依赖于含有金属盐和有机溶剂的电解质。这种混合物会在带电界面引起竞争反应，导致电解质的持续消耗和金属沉积不均匀，即在金属电极上形成分支晶体，导致电池退化，甚至带来安全风险。

为了优化SEI化学和结构，实现可逆电荷传输，最实用的扩展方法之一是共同选择电解质化学和形成方案（即具有特定电流/电压条件的初始循环条件）。同时，在此过程中，电极材料可以对SEI形成的初始阶段产生固有的影响，但其重要性被明显低估。

据外媒报道，迪肯大学为了弥补这一信息空白（Deakin）和莫纳什大学在一起（Monash）研究人员讨论了离子液体和碳酸基钠电解质中电极物理化学性质对SEI机制的影响。

结合实验和理论工具，研究人员证明了电解质电极界面的结构和固体电解质界面的性质在很大程度上受电极极极化（其介电性质）的影响，并在带电电极吸附电解质的能力的背景下解释了这些现象。

具体来说，具有弱范德华力（van der Waals forces）非金属电极会被静电排斥，以防止高极性溶剂或离子积聚(这些溶剂或离子携带的电荷与电极相同)。这将影响Na-阴离子络合物的浓度，在带电电极附近与有机溶剂形成。因此，界面化学是根据施加的充电条件形成的。这会导致不同的界面化学，要么是溶剂衍生的，要么是阴离子衍生的。

研究人员可以更合理地设计充电电池的智能循环方案，基于这一新的科学发现和对给定电解液中离子溶剂化结构的理解。

本研究有助于为电动汽车、可再生能源存储或便携式设备设计更好的电池，并开发将电化学系统用于其他目的的新方法，如制造化学品（电催化）或从废物中回收金属。