液态电解质中理想稳定金属负极的快速充电极限

下一代高能量密度电池需要理想稳定的金属负极，其中电池充电过程中平滑的金属沉积被视为界面稳定的标志，可确保高效率与长循环寿命。随着近期取得的成功，绝对的形貌稳定性是否保证绝对的电化学稳定性与安全性，成为一个需在实用条件下系统实验中研究的关键问题。在此，我们使用理想稳定的铸锭型钠金属负极作为模型体系，以确定金属负极的快速充电极限，即最高安全电流密度。我们的结果表明，金属穿透仍可在相对较低电流密度下发生，但穿透时的过电位取决于隔膜的孔径，并令人惊讶地遵循我们建立的简单数学模型——Young-Laplace 过电位。我们的研究表明，即便具有理想平滑金属负极的稳定金属电池之成功，也需对电解质、隔膜和金属负极进行整体设计，以确保无穿透运行。