金属负极的形貌稳定性：固体电解质界面 (SEI) 与脱溶动力学的作用
材料科学
2026-01-29 v1
摘要
实现稳定的锂金属负极需要控制固体电解质界面 (SEI) 和脱溶动力学。本文构建了统一的理论框架，将离子输运、脱溶、电荷转移和 SEI 破裂整合在一起，预测电沉积期间的形貌不稳定性。通过线性稳定性分析，我们识别出六个无量纲参数决定不稳定性的发生和演化。我们表明，SEI 传输和脱溶速率实际上调制了 apparent 反应动力学，将系统置于稳定的反应受限范畴。扩展经典限制电流概念，我们展示厚且传导率差的 SEI 以及缓慢的脱溶显著降低限制电流。我们引入 apparent Damköhler 数来量化关键平衡：通过反应速率降低抑制扩散受限不稳定性，同时保持高限制电流。我们的理论实现了跨越多种材料和运行条件的电沉积形貌的预测性映射，指导稳定锂金属负极的理性设计。
引用
@article{arxiv.2601.20751,
title = {Morphological Stability of Metal Anodes: Roles of Solid Electrolyte Interphases (SEIs) and Desolvation Kinetics},
author = {Jin Zhang and Peter W. Voorhees},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.20751},
year = {2026}
}