從電池性能的角度考慮,恒電流充放電技術(shù)是評價(jià)鋁電極在熔鹽中充放電性能最佳的研究手段。圖3是在電流密度為1mA·cm-2下測得的充放電曲線 (電位-時(shí)間曲線,選取首次充放電曲線)。在曲線的起始端,可以發(fā)現(xiàn)有過電位極化現(xiàn)象,這主要是用于生成新的 Li-Al合金,該現(xiàn)象同樣存在于接下來的循環(huán)中。曲線中間部分的電位降主要是由于電流方向的變更導(dǎo)致了電極的極化;曲線最后的電位急劇減小,主要是嵌入在鋁晶格中的活性鋰已經(jīng)完全脫嵌出來而引起的。由于鋰在鋁電極上還原時(shí)生成了 Li-Al合金,導(dǎo)致放電時(shí)部分合金化的鋰沒有被重新氧化,從而使得鋰離子在鋁電極上的電流效率一般小于100%。這種現(xiàn)象被稱為 Li-Al合金的“保留能力”。通常情況下,由于 Li-Al合金的 “保留能力”,在首次充放電過程中的電流效率會較低。圖4是在不同電流密度下的循環(huán)周次和電流效率的關(guān)系曲線。在 LiTFSI/NaTf熔鹽中,鋰在鋁電極上的電極過程可能經(jīng)歷了三維半球瞬間成核機(jī)制。
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