Joule:粘附功指导成核控制,深入理解钾金属电池枝晶问题!
研之成理
2026-04-02 20:00
文章摘要
本文针对钾金属电池中钾枝晶不可控生长导致的安全和性能问题,提出了一种基于界面热力学的新策略。研究背景是钾金属电池作为高能量密度储能体系的潜力受限于枝晶问题,传统方法多忽视成核初始阶段的热力学本质。研究目的是通过建立粘附功与成核过电位之间的物理关联,实现对钾金属成核行为的精准调控。结论表明,粘附功是预测和调控金属成核的核心热力学参数,通过DFT计算和实验验证了高粘附功基底(如Au)能有效降低成核过电位、抑制枝晶,并成功应用于高负载电池,实现了优异的循环稳定性。该理论框架为无枝晶金属负极设计提供了新范式,并具有向其他金属电池体系迁移的潜力。
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