综述：利用微电极探测电池界面与相界面：实现空间和时间分辨的单个粒子测量

《Advanced Energy Materials》：Probing Battery Interfaces and Interphases with Microelectrodes: Spatially and Temporally Resolved Single-Entity Measurements

微电极技术突破传统电池表征局限，精准解析单粒子界面反应及非稳态动力学，为多相界面调控和全生命周期性能预测提供新范式

　　

摘要

在单个粒子及界面层面理解电池的工作原理——这些地方正是关键电化学过程发生的场所——仍然是能源存储研究中的一个重大挑战。传统的表征技术往往会对复杂的、非均匀的结构进行平均处理，从而掩盖了诸如成核和相变等局部现象，而这些现象最终决定了电池的性能和衰减情况。微电极提供了一种独特的方法来克服这一限制，因为它能够实现对微尺度电化学反应的空间和时间分辨探测。微电极的尺寸较小，有助于实现快速的稳态响应、最小的欧姆降以及半球形扩散，使其非常适合用于研究快速动力学过程、局部传输现象以及在真实电池工作条件下的单个粒子的氧化还原行为。本文深入探讨了微电极在电池科学中的重要作用：从测量固有的电荷转移和扩散系数，到绘制形态变化图谱以及探测界面不稳定性。文章强调，当微电极与先进的表征工具和原位操作平台结合使用时，可以揭示宏观技术无法获得的反应路径。展望未来，文章指出了基于微电极的平台可以在非平衡系统、新兴化学体系以及数据集成诊断等领域发挥变革性作用的关键研究方向。通过将电池视为本质上具有异质性和动态性的系统，微电极成为了实现下一代能源存储技术机制理解和精准控制的重要工具。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。