第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

267 / 2020-10-08 10:42:13

力场与磁场调控能源材料表面电化学性能的机理研究

能源材料固-液界面,表面技术,机械载荷,洛伦兹力,电化学性能

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报告将采用表面自由能密度函数来描述固-液界面的电化学体系，得到材料表面力学与电化学过程电毛细管耦合现象的热力学麦克斯韦关系式，探讨机械载荷对电极表面电化学过程的调控。我们以氢析出电化学反应为例，在理论上建立了考虑机械载荷作用下的氢析出电化学反应动力学方程，从机械的角度为改善电极材料的电催化性能提供新策略。

我们还研究磁场诱发的洛伦兹力对材料表面电化学过程的影响及机理。主要以镍铝合金电化学腐蚀以及锂金属电池锂沉积为例，通过施加磁场的方法来调控能源材料的形貌，得到磁场大小与形貌之间的直观关系，进而探讨磁场对能源材料电化学性能的影响。实现非接触式物理场对电化学腐蚀过程的调控，解决了纳米多孔磁性材料易团聚导致结构不均匀、形貌不理想的问题。另外，磁场的施加可以有效地抑制锂枝晶的形成和生长，在小电流密度和大电流密度下均未观察到枝晶现象，对于未来锂金属二次电池的开发提供一种新的改善手段和思路。