图

4

　锂在铝电极上沉积并形成

β

2

LiAl

合金时的计时电 流

曲线

曲线上数字为阶跃电位值

( - E/ V)

Fig. 4

　

Chaonoamperograms for t he

reduction Li on Al electrode

in LiCl

2

KCl eutectic melt ,

and t he growt h of

β

2

LiAl

alloy , T = 273 K , A = 1.

00 cm

2

2. 2

　锂离子在铝电极上沉积形成 β

2锂铝合金

从图 1 得出 ,当阴极扫描至 - 2. 35 V (相对 Ag - AgCl 电

极) 或更负 ,电流明显增大 ,表明在铝电极上形成了 β

2LiAl 合

金. 为了进一步研究锂离子在铝电极上沉积形成 β

2锂铝合金

的机理 ,负移铝电极的阶跃电位 ,实验结果示于图 4. 从图 4 中
的 (晶核形成与长大过程) 电流～时间曲线可见阶跃电位在 -

2. 18～ - 2. 40 V 范围内 ,锂离子在铝电极上沉积形成 β

2锂铝

合金时 ,均存在明显成核极化现象.

对于不同的成核和生长过程及不同的成核类型 ,电流随时

间上升的暂态过程是不同的. 将图 4 中不同阶跃电位下的

I

～

t

曲线上升段对时间平方根作图 ,即得一组直线关系 (见图 5) ,

说明锂离子在铝电极上沉积形成 β

2锂铝合金的成核过程为三

维瞬间成核过程

[ 6 ]

. 因此 ,可认为锂离子在铝电极上沉积的初

期阶段 ,经历了三维半球形瞬间成核过程 ,随后是锂离子进一
步沉积并按半球形成长. 由于最初的电极面积因锂的沉积而增
加 ,导致了初期电流的增大 ,一定时间后相邻晶核扩延并开始
重叠 ,从而使电流的增势减缓 ,并逐步趋于稳定.

从图 4 还可看出 ,随着阶跃电位负移 ,电流增大 ,

I

～

t

1/ 2

直线斜率增大. 说明负移阶跃电位 ,阴极过电位增多 ,晶核数增
多 ,电极表面活性点利用率增大. 但当阶跃电位超过 - 2. 40 V
后 ,电流不再随阶跃电位变化而变化. 这可能是在 - 2. 40 V 附近 ,瞬间成核数目达到最大值的
结果 ,也反映了β

2锂铝合金阳极存在充电极限电流和充电极限电压.

图

5

　电流

(

图

4

中电流上升部分

)

与时间平方根的

关系

Fig. 5

　

The relation between I and t

1/ 2

for t he growt h

of

β

2

LiAl alloy on Al electrode from Fig. 4

图

6

　由图

4

计算的的电量与时间的关系

Fig. 6

　

The relation between charge and time from

Fig. 4