抛物面生长普遍性及其在锂电池负极化学中的核化驱动性破坏
材料科学
2026-05-12 v1
摘要
固体电解质界面 (SEI) 生长在单元级别上以化学特定的闭合条件进行建模，但其 underlying 动力学标度在不同化学体系间很少被测试。通过整合来自公开长循环数据集中覆盖四种负极配置 (石墨、硅复合材料、锂金属和无负极) 的数据，我们显示累积界面损失指数 Lambda_int 遵循抛物面定律 Lambda_int = A_chem * sqrt(1 - Theta_Li) 在其中三种化学体系中成立，指数 alpha = 1/2 在实验不确定性范围内不可区分。化学特定的预因子 A_chem 跨越一个数量级，但扩散限制的抛物面动力学得以保持。第四种化学体系即无负极配置偏离抛物面定律，呈现超抛物面指数 alpha approx 0.77，符合核化控制生长 regime。我们借助针对界面形成调整的 Tammann-Deal-Grove 抛物面生长框架，对结果进行理性解释，并确定恢复普遍性的条件。观察到的规律性降低了 SEI 建模的复杂性，使其仅需每个化学体系一个速率常数，并为下一代电池格式提供了尖锐可验证的测试标准。
引用
@article{arxiv.2605.10217,
title = {Parabolic-growth universality and its nucleation-driven breakdown across lithium-battery anode chemistries},
author = {Changdeuck Bae},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10217},
year = {2026}
}