基于非线性动力学的锂沉积形貌模拟与预测

金属锂具有极高的理论能量密度，是新一代锂电池中最有潜力的负极材料之一。金属锂沉积时容易形成枝晶，极大影响了锂金属电池的安全性与使用寿命。但由于金属锂性质活泼，缺乏锂电极/电解液界面原位表征方法，锂枝晶生长机制尚不明确。通过有限元方法，基于非线性电极过程动力学，以三次电流模型定量研究了电极/电解液界面行为，并分析不同过程参数对表面电流的影响。结果表明，电极/电解质界面的浓度、电场差异是枝晶生长的主要原因，更大的扩散系数有利于提高界面浓度均匀性，更小的交换电流密度有利于减弱界面反应的敏感性。存在电化学极化区间是均匀沉积的必要条件，电化学极化区间越宽，均匀沉积操作窗口越宽。通过极化曲线可以判断体系是否具有均匀沉积的倾向。加深了对锂电极/电解液界面的电沉积过程的理解，对锂负极保护研究具有指导性意义。     

扁管式燃料电池阳极集流肋的构型探究

直接将燃料化学能转化为电能的固体氧化物燃料电池是一种高效的发电设备，是解决环境问题的有效途径。以固体氧化物燃料电池为研究对象，探索了阳极集流肋的构型设计对阻抗、放电性质等的影响。研究结果显示：合理排布阳极集流肋位置可以缩短电荷传输路径，增加阳极集流肋数量可以增大电接触表面，减小带电粒子的传导输运阻力，使欧姆极化下降，电池的放电功率得到提升。通过优化电池组件构型实现高效输运电荷是简易可行的方法。