热效应对锂枝晶生长的影响

为进一步提高锂二次电池能量密度，以锂金属代替石墨负极的锂金属电池成为了锂电池领域的研究热点。但由于锂金属在充放电过程中体积变化大，且容易产生锂枝晶，造成锂的不可逆损失，使得电池循环性能变差，还容易导致电池的内部短路，若增大电池体量会有使用上的安全隐患。因此，需要对锂枝晶的形成机理进行深入探讨，以指导实际电池的生产应用。

美国卡耐基梅隆大学的Venkatasubramanian Viswanathan教授团队基于相场理论和传统成核机理对锂金属表面锂枝晶的生长过程建立了模型，对锂沉积过程中的温度影响进行了深入分析。锂枝晶的生长主要受两方面因素控制：液相扩散及界面法拉第过程。文章利用Arrhenius关系将二者与温度相关联，探究了产热对锂枝晶生长的贡献。模拟结果表明，当液相扩散速率远小于界面反应速率时，能够大大抑制枝晶的生长，起到稳定锂金属负极的效果。

原文链接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b00433

（刘朝玥）