【摘要】 本文深入探讨熔盐中电极润湿性的关键因素,如电位、电解质组成对电池性能的影响,并介绍科学指南针提供的浸润性测试服务,助力科研与工业应用优化。

电极润湿性是电池性能优化的核心环节,尤其在熔盐电解体系中,润湿行为直接影响能量密度和反应效率。润湿研究可追溯至杨氏方程,后经吉布斯基于热力学平衡理论完善,推动了定量分析的发展。熔盐凭借高导电性、热稳定性和低粘度等优势,广泛应用于电池、电化学冶金等领域。提升电解质对电极的润湿性,是提高熔盐电池耐久性和能量密度的有效策略。

在熔盐环境中,电极润湿性受多种因素影响。电位是关键变量之一:研究显示,特定电位下润湿角最小,偏离此点会改善润湿性,但机制尚存争议。电解质组成也至关重要,例如表面活性组分可降低界面张力,增强润湿。阳极效应是熔盐电解的常见问题,源于润湿性不足导致的气相覆盖,进而引发电流效率下降和能耗增加。通过优化润湿性,可提高临界电流密度,抑制阳极效应。

图1 (a)二氧化钛的电化学脱氧机理示意图; (b)熔盐电解石墨阳极的正常气体析出及铝生产电池的阳极效应

 

如图1所示,熔盐对石墨阳极的润湿性改善能加速二氧化钛的脱氧过程,而二元熔盐体系中表面活性组分的添加可进一步提升润湿效率。与传统水基体系相比,熔盐界面处理虽面临高温、腐蚀等挑战,但其高离子迁移率特性在特殊应用中优势显著。润湿性优化需满足液体表面张力低于固体表面能的基本条件,否则润湿效果会减弱。

针对润湿性测试,科学指南针提供专业的浸润性分析服务,例如通过接触角测试仪评估电池材料的润湿性能。该服务适用于锂电池正负极材料、燃料电池膜电极等,帮助用户快速获取数据,优化生产工艺。科学指南针的平台支持先测后付,新人可享优惠,助力科研人员高效推进项目。

 

参考文献:1.Kong R, Su X, Li S, et al. Influencing Factors and Challenges on the Wettability of Electrode in Molten Salt[J]. Journal of The Electrochemical Society, 2024, 171(3): 032504.

 

科学指南针以分析测试为核心,提供材料测试、环境检测、生物服务、模拟计算、科研绘图等多项科研产品,累计服务2500+个高校、科研院所及8000+家企业,获得了100万科研工作者的信赖。始终秉持“全心全意服务科研,助力全球科技创新”的使命,致力于为高校、院所、医院、研发型企业等科研工作者提供专业、快捷、全方位的服务。

 

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