Modulation of dendritic patterns during electrodeposition: A nonlinear phase-field model

电化学 非线性系统 电极 能斯特方程 动力学 材料科学 相(物质) 锂(药物) 电压 化学 热力学 物理 化学工程 物理化学 电气工程 工程类 量子力学 医学 有机化学 内分泌学
作者
Lei Chen,Hao Wei Zhang,Lin Yun Liang,Zhe Liu,Yue Qi,Peng Lü,James Chen,Long‐Qing Chen
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:300: 376-385 被引量:319
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2015.09.055
摘要

A nonlinear phase-field model, accounting for the Butler–Volmer electrochemical reaction kinetics, is developed to investigate the dendritic patterns during an electrodeposition process. Using lithium electrodeposition as an example, the proposed model is first verified by comparison with the Nernst equation in a 1D equilibrium system. The nonlinear electrochemical kinetics is also confirmed at non-equilibrium condition. The dendritic patterns are examined as a function of applied voltage and initial electrode surface morphology. A design map is proposed to tailor the electrode surface morphology and the applied voltage to avoid undesired dendritic patterns.
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