锂在银-锂电池界面上的热力学与动力学
材料科学
2026-02-13 v1
摘要
银中层已被证明可实现在无源固态电池中平滑的锂沉积和循环。本文报告了 Ag 与 Li 界面原子结构，发现锂优先在两种银面向 (111) 和 (100) 上形成面心立方 (FCC) 相。这种结构在 Ag 上形成能量最优的相干界面，而 BCC 相由于晶格错配形成半相干界面。我们还计算了锂在界面通过的空位形成能和迁移能。我们表明，界面上的空位形成能增加，导致空位向界面外扩散的能量驱动力。此外，Ag 到 Li 空位的迁移势垒较小(29 meV)，因此促进了 Ag 和 Li 之间的快速合金化。锂在界面直接的快速扩散导致平滑的锂沉积，减缓了枝晶的形成。然而，第 2 层和第 3 层锂的扩散速度较 FCC 或 BCC bulk 锂慢，导致当多个纯锂层形成时，合金化受动力学限制。锂纳米颗粒的扩散动力学可通过与 Mg 合金化来扩大 Ag 晶格常数，同时形成包含 Ag 和 Li 的固溶体来改善。
引用
@article{arxiv.2602.11430,
title = {Thermodynamics and kinetics of lithium at the silver-lithium battery interface},
author = {Grace M. Lu and Dallas R. Trinkle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11430},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 4 figures