双电层模型2

双电层(EDL)的概念最早是在1853年提出的，当时亥姆霍兹认为带电电极可以从电解质溶液中吸引反离子。考虑到离子的扩散分布，Gouy和Chapman改进了EDL模型。遗憾的是，当电解质浓度较高时，Gouy-Chapman模型与实验观测有明显偏差，Stern进一步修正了模型，将其划分为致密层和扩散层，分别定义为内亥姆霍兹平面(IHP)和外亥姆霍兹平面(OHP)。在IHP中，阴离子和小的溶剂分子被吸附，由于尺寸的限制，溶剂化的离子会消失。在OHP中，出现了溶剂化的分子，而没有特定的吸附物质。EDL存在于任何电化学电极/电解质溶液界面，包括在电池中，其电极具有优异的电子导电性，表明电子可以自由移动。

对于EDL的初始模型，其核心思想是电荷的重排和积累都发生在电极与电解质溶液的界面处，电荷重新排列的驱动力来自电极与Li+阳离子之间的库仑力。基本上，EDL主要由溶剂化的Li+离子和阳极表面组成。理论上，EDL的化学组成和结构在即将到来的间相形成中起着重要作用，也是SEI致密层的根源。由于EDL的尺寸有限，它不涉及大尺寸的溶剂分子，只涉及一些小分子和Li+阳离子。一般来说，在阳极/电解质界面上形成SEI是由于溶剂、溶剂化阳离子和添加剂等不稳定组分的分解而产生的，但由于SEI的形成过程是一个多组分、多步骤的还原过程，因此SEI的形成过程非常复杂。理论上，EDL的结构和化学成分应该对即将到来的SEI有重大影响，决定了电解质成分如何以及哪些成分可以促进SEI的最终结构。