大连化物所揭示铝阳极低温失效机制

IT时代网10月25日消息，中国科学院大连化学物理研究所王二东研究员团队在水系电解液体系中铝阳极低温失效机制研究方面取得新进展，揭示了低温诱导铝阳极界面重构的微观机制，为低温适应型铝阳极的界面工程设计提供了新的理论依据，相关成果发表在《先进材料》。

金属铝阳极因具有高理论比容量、低成本与高安全性等优势，在水系铝电池体系中受到广泛关注。然而在水系电解液中，低温下铝阳极极化急剧升高、电池功率密度降低，制约了其工程化应用。传统观点通常将该极化归因于电解液电导率下降，但难以解释温度低于某一阈值后极化呈指数级陡增的实验现象。

针对这一难题，团队采用原位动态电化学阻抗谱结合弛豫时间分布分析，并辅以外场表征技术与密度泛函理论计算，系统研究了铝阳极在水系电解液中的低温电化学行为。

团队识别出 5℃ 至 0℃ 区间的临界极化拐点，并揭示该拐点源于低温诱导反应路径转向、生成界面高度无序的氧化铝并形成高阻抗网络。据此，团队提出“低温界面重构诱导阻抗”模型，指出低温性能衰减主要源于界面结构与成分演化，而非传统观点所认为的电解液电导率下降。

注：本文配图由AI生成，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：林一舟