带电多孔介质中通过冲击电沉积抑制枝晶

研究表明，在高于扩散极限电流的速率下，表面传导可以稳定随机带电多孔介质中的电沉积。在进行线性扫描伏安法和阻抗谱之后，通过扫描电子显微镜和能量色散谱对两种不同多孔隔膜（硝酸纤维素、聚乙烯）中的铜电沉积物进行可视化，这些隔膜的表面通过层层沉积正或负带电聚电解质进行修饰。在极限电流以上，表面传导在正隔膜中抑制生长并产生不规则枝晶，而在负隔膜中它在去离子激波后增强生长并抑制枝晶，同时也导致循环寿命改善。在随机介质中稳定均匀生长的发现不同于在平行纳米孔中观察到的非均匀生长，并且不能用总是预测不稳定性和枝晶生长的经典准稳态漏膜模型来解释。相反，实验结果表明随机多孔介质中的瞬态电扩散将去离子激波的稳定性赋予其后的生长金属界面。冲击电沉积可被利用来增强金属电池的循环寿命和再充电速率，或加速金属基复合镀层的制造。