m0_73676887的博客

原电池：化学能→电能的装置。电解池：电能→化学能 (与外电源组成回路,使得电流在电化学体系中通过并促使电化学反应发生)的装置。最直接的判断方法就是有没有接外电源，无则是原电池（自己产电，把化学能转为电能），有则是电解池（靠外界电源把电能转为化学能）。很容易看出，下图中左图是原电池，右图是电解池。

在电场作用下电子/空穴作为载流子做定向运动的导体。正、负离子作为载流子的导体离子导电和电子导电同时存在的导体。

通过几何结构去研究对能量性质、力学性质、电子结构、光学性质、磁性性质、缺陷的影响。通过几何结构去研究对能量性质、表面热力学、表面动力学、表面电子结构、缺陷的影响。第一性原理计算程序：VASP.CP2К.Quantum Espresso等。纳秒 (ns, 10⁻⁹ s) 到 微秒 (μs, 10⁻⁶ s)横坐标：空间尺度 (length scale)纵坐标：时间尺度 (time scale)理论计算应用：用理论计算去解决实际问题。飞秒 (fs, 10⁻¹⁵ s)皮秒 (ps, 10⁻¹² s)

那么，正、负离子的迁移数是否相等呢？一种离子传输电荷量的多少， 是与该离子的迁移速率成正比的。的两电极 A 与 B 之间盛以一电解质溶液（图 7.2），此溶液中正、负离子的浓度分别为。每一种离子所传输的电荷量在通过溶液的总电荷量中所占的分数，称为该种离子的迁移数，用符号。因此通过该截面的 H⁺ 和 Cl⁻ 都不是 1 mol，而是两者之和为 1 mol。是由在电场力作用下向阴极方向迁移的 H⁺ 和向阳极方向迁移的 Cl⁻ 共同传输的。由于电路中各个截面上所通过的电荷量一定相等，所以在电解质溶液中，

电流通过溶液是通过正负离子的定向迁移，电流在溶液和界面的连续是通过离子在电极上分别得失电子，发生氧化还原反应实现的。（b）是原电池，把氢气和氯气冲到Pt电极上，插在Hcl溶液内。由于电极之间电子的得失，导致电势差的产生，从而在两个电极连接导线，会产生电流。故H+向氯气电极方向迁移，Cl-向氢气电极方向迁移。电解池的正极就是阳极（失去电子，氧化反应）电解池的负极就是阴极（得到电子，还原反应）原电池的正极就是阴极（得到电子，还原反应）原电池的负极就是阳极（失去电子，氧化反应）Cl-在正极失去电子，变成氯气。

化学电源组成：电极、电解质、隔膜、外壳。一般电极都由三部分组成：化学电源常用的电极有片状、粉末多孔状和气体扩散电极几种。电极常用粘结剂一般都是高分子化合物：如 聚乙烯醇 (PVA)、聚四氟乙烯 (PTFE)、羧甲基纤维素钠 (CMC) 等。隔膜材料：天然或合成高分子，无机材料等。种类：有机材料隔膜、编织隔膜、钛坯膜、隔膜纸、陶瓷隔膜等。隔膜性能测试指标：紧度：衡量膜致密度。抗拉强度：抵抗拉伸能力。孔径：微孔直径，通常 >10 μm。电阻：直流法或交流法测定。吸液率：公式 η=m2−m1m1×100%\

针对上述问题，通过简便且合理的界面设计，在纯ZnSO₄电解液中实现了Zn₄(OH)₆SO₄·xH₂O (ZHS)在锌粉上的自发固体电解质界面(SEI)形成。稳定且超薄的ZHS SEI在隔离水分子和传导Zn²⁺离子方面起着至关重要的作用，本质上抑制了锌粉阳极上严重的氢气析出和枝晶形成。ZHS-Zn阳极在50%的高放电深度(DOD)下提供了超过500小时的稳定循环，以及在25%的DOD下静置40天后超过200小时的寿命。这种简便方法可以制造长达1米的ZHS-Zn阳极，显示了其在大规模生产和商业化中的可行性。

然而，有限的电子电导率和较大的体积膨胀严重阻碍了它们的实际应用。作为概念验证，我们制备了共价偶联的 ZnS/CNT 复合材料 (CC-ZnS/CNT)，其中 ZnS 纳米颗粒 (∼10 nm) 紧密锚定在 CNT 束上。由于ZnS与CNT之间强的耦合作用，该复合材料表现出显著的赝电容行为和高度可逆的电化学过程，从而具有优异的长期稳定性和优异的倍率性能。因此，CC-ZnS/CNT在锂离子电池和钠离子电池中均表现出优异的应用前景，共价偶联策略被认为是一种设计高性能负极材料的有前景的方法。

不稳定的固体电解质界面（SEI）的形成和连续的锂枝晶/死锂的产生，使锂金属电池（LMB）的循环性能恶化，制约了其实际应用，导致严重的安全隐患。本文通过在锂金属阳极（LMA）上涂上氟化铟（InF3）-聚偏二氟乙烯（PVDF）涂层，创新性地设计了一种双功能保护界面（DFPI）。电子绝缘的LiF/PVDF复合SEI具有较好的机械柔韧性，适应了锂沉积的体积膨胀，保证了锂离子迁移过程的稳定。因此，稳健的 LMA 赋予了 Li||LiFePO4 软包电池和 Li||S袋电池在实际条件下稳定的循环性能。

得益于在 96 h/48e 位点消除空气敏感锂离子以及沿四方位点 （12a） 和空位 （12b） 的畅通无阻的锂传导路径，氢石榴石电解质表现出固有的空气稳定性和与传统石榴石相当的离子电导率。此外，水石榴石的独特性能为大规模制备锂金属稳定复合电解质的全新水性路线铺平了道路，具有高离子电导率（8.04 × 10−4 Scm−1）、宽电化学窗口（4.95 V）和高锂转移数（0.43）。这项工作不仅设计了一种新型的水石榴石电解质，该电解质对空气和锂金属都稳定，而且还为SSLB提供了一条环保的大规模制造路线。

本文开发了一种湿度诱导多孔聚偏二氟乙烯（PVDF）框架，其中填充了原位引发的聚（1,3-二氧烷）（PDOL）基凝胶电解质，以稳定LATP/Li界面。+−2.此外，使用改进的 LATP 组装的基于磷酸铁锂电池的固态锂电池在 0.2C 下 700 次循环中具有 94.8% 的良好容量保持率，在 0.5C 下 400 次循环中具有 92% 的良好容量保持率。这项工作为实现稳定的LATP/Li界面提供了一种简便的有机界面策略，并显示出普遍适用于稳定各种刚性和不稳定电解质/Li界面的巨大潜力。

爱因斯坦关系式$D=μk_BT$揭示了扩散系数$D$与迁移率$μ$的内在联系，是统计力学的重要成果。该关系可通过平衡统计力学、朗之万方程和涨落-耗散定理三种途径严格推导，本质反映了热平衡下涨落与耗散的普遍联系。其核心物理意义在于：分子碰撞既导致随机扩散，又产生系统阻力，两者通过玻尔兹曼常数$k_B$和温度$T$关联。该关系在半导体物理、电化学等领域有广泛应用，是连接微观动力学与宏观输运现象的桥梁，体现了统计力学与热力学的深刻统一。

在此，我们提出了一种有效且简单的电解质工程策略，即在ZnSO中引入含有两个氨基和一个羧基的l-赖氨酸添加剂4电解质，实现稳定、可逆的锌沉积。因此，电解质中的 l-赖氨酸添加剂使 Zn||Zn 对称电池可在 1 mA cm 下实现长达 2400 小时的超长稳定循环–2极化低，仅为约 16 mV，Zn||Cu不对称电池在2 mA cm下稳定循环2000 h以上后获得99.80%的高平均库仑效率–2（1 毫安厘米–2).此外，Zn||锰2含 L-赖氨酸电解质中的全电池@CNT也表现出良好的循环性能。

线性扫描伏安法（Linear Sweep Voltammetry, LSV）通过在两电极之间施加以恒定速率从低电位向高电位（或反向）线性变化的电势（E=E0±vt，其中v为扫描速率，E0为起始电位，E为终止电位），同时记录工作电极与辅助电极之间的电流响应，从而获得电流–电势关系曲线（伏安图）。图1：线性扫描伏安法电压-时间图电化学稳定窗口（Electrochemical Stability Window, ESW）定义：电解质在一定的温度和电位范围下不发生氧化或还原分解的电压范围。