使用 Na 阳极的钠 (Na) 金属电池 (SMB) 是未来储能应用的潜在“超越锂”电化学技术。然而，不可控的Na枝晶生长一直困扰着SMBs的应用。了解 Na 沉积机制，尤其是 Na 沉积动力学的早期阶段，对于实现 SMB 至关重要。

有鉴于此，燕山大学黄建宇教授、张立强、唐永福教授等人，对电化学钠沉积的早期阶段进行了原位观察。

本文要点

1）观察到两种类型的 EOR，一种仅涉及由较大和较小纳米晶体之间的电化学电位差驱动的电化学反应；而另一个则以受表面能最小化控制的质量传输为主。

2）揭示了一种重要的电化学奥斯特瓦尔德熟化（EOR）现象，它决定了钠沉积的早期阶段。即，小的Na纳米晶体随机成核，然后生长。在生长过程中，较小的Na纳米晶体被较大的Na纳米晶体所包裹。

3）在 Na 和 Li 的电化学沉积过程中观察到两种类型的 EOR（EOR1 和 EOR2）。 在 EOR1 中，大小 Na 纳米晶体彼此远离成核，然后较大的纳米晶体通过电化学 Ostwald 熟化以牺牲小纳米晶体为代价生长。在EOR2中，两个或三个Na和Li纳米晶体相互接触，但分别被薄表面Na₂CO₃或Li₂CO₃层隔开，大的纳米晶体以小的纳米晶体为代价生长，类似于EOR1的电化学Ostwald熟化。

总之，该结果为钠沉积机制提供了新的理解，这可能有助于开发用于储能应用的 SMB。

参考文献：

Geng, L., Liu, Q., Chen, J. et al. In situ observation of electrochemical Ostwald ripening during sodium deposition. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3861-6

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3861-6