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由于固體堿金屬成核和生長特性的固有限制，很難完全實現無枝晶生長。液態電極提供了一種消除枝晶的新方法，鈉鉀合金（NaK，室溫下為液態）電極是下一代堿金屬電極的有希望的選擇。NaK對稱電池測試是NaK電極的重要檢測方法。確認其合適的應用條件至關重要，包括活性離子（Na⁺或K⁺）的識別和無枝晶特性的限制。

在此，寧波大學章理遠副教授、舒杰教授等人通過電子分布、電子引力和吉布斯自由能分析離子優先級，得出理論結論：K⁺傾向于溶解在負極上，而Na⁺傾向于沉積在正極上，表明NaK對稱電池的活性離子是K⁺。此外，作者模擬了活性離子，并得到了大部分 K⁺在正極和負極之間穿梭的概念。

圖1. K//K、Na//Na和NaK//NaK對稱電池的充放電曲線

作者還檢測到NaK電極無枝晶特性的上限：不同的電解質環境也會影響混合離子電池中離子的動態行為，因為鈉電解質會與含鉀電極反應并在電極表面形成枝晶；如果合金化速度慢于電鍍，則可形成枝晶。

換句話說，NaK對稱電池僅適用于基于K⁺的儲能系統，NaK電極的無枝晶特性在某些極端條件下會失效。總體而言，該發現為NaK電極的應用提供了實驗依據和理論指導。

圖2. 合金化反應示意圖與電鍍速度的比較

Ion Competition and Limiting Dendrite Growth Models of Hybrid-ion Symmetric Cell, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.035

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寧波大學EnSM: 混合離子對稱電池的離子競爭和限制枝晶生長模型

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