原位电聚合界面调控原理：解析铝负极无枝晶形成微观机制

一、铝负极界面失效的底层微观原因

氯铝酸离子液体电解液体系中，铝负极界面存在两大微观失效机制：一是电解液组分对铝基底产生持续化学腐蚀，破坏界面结构；二是高电流下铝离子沉积无序，电场分布不均引发枝晶成核、生长与蔓延，最终造成电池性能衰减与安全隐患。科研领域亟需从材料界面反应机理层面给出解决方案。科学指南针助力上海交大团队深耕材料界面机理研究，依托专业技术支撑，为科研文献创作、界面机理分析提供精准、高效的全方位科研服务。

二、BVIMCl 单体与电解液相互作用机理

1 - 丁基 - 3 - 乙烯基咪唑氯盐（BVIMCl）功能单体与氯铝酸电解液相容性良好，加入后可推动电解液内部离子平衡重构，促进 Al₂Cl₇⁻向 AlCl₄⁻适度转化，优化离子传导环境，提升电解液整体离子电导率。

三、原位电聚合化学反应成膜机制

在电池充电电化学驱动下，BVIMCl 单体分子中的乙烯基双键发生还原自由基反应，在铝负极原位发生聚合生长，形成一层连续、均匀、致密的高分子防护薄膜。

该过程属于电化学原位聚合，无需额外后处理工艺，膜层与基底贴合性强、结构稳定性高。

四、界面静电调控与物理屏障双重机理

聚合膜形成后同时发挥两大微观作用：

1.物理屏障机理：隔离电解液腐蚀介质与铝金属基底，阻断腐蚀反应通道，钝化负极界面；

2.静电调控机理：聚合物骨架携带连续正电势，通过静电吸附作用牵引阴离子均匀排布，均化电极表面电场，让铝离子逐层有序沉积，从微观层面彻底抑制枝晶成核与生长。

五、机理研究对科研发文的价值

整套化学反应成膜 + 物理屏障 + 静电场调控的多重复合机理，逻辑完整、层次清晰，可直接支撑科研论文引言、机理讨论、综述综述等内容撰写，为储能材料领域学术研究提供标准机理分析范本。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.75274