Bulk-elektrochemische Phasenänderungen (EPTs) bestimmen den Betrieb vieler moderner elektrochemischer Systeme, von Batterien bis hin zu Elektrodenkatalysatoren. Diese EPTs beinhalten ein gekoppelt wirkendes Zusammenspiel von Ionentransport aus einer Flüssigkeit in eine Elektrodenfilm, Elektronenübertragung und Phasenänderungen im Film. Trotz ihrer Bedeutung fehlt jedoch ein einheitliches thermodynamisches und kinetisches Verständnis der EPTs. Basierend auf der Theorie der Phasenübergänge und Mischungen führt dieses Mini-Review erstmals ein allgemeines thermodynamisches Rahmenwerk ein, das EPTs in drei Hauptkategorien klassifiziert: reguläre Lösungen, Fick-Diffusion und Spinoidal-Zersetzung. Es wird hervorgehoben, wie galvanostatische Lade-/Entlade- und zyklische Voltametrie-Modellierungen Reaktionsmechanismen anhand prototypischer Beispiele aus elektrochemischen Ionen-Einfügesystemen wie Ni(OH) 2 , MnO 2 und LiFePO 4 verdeutlichen können. Die hier präsentierten Konzepte bieten eine vereinigende Grundlage für die Interpretation von fest-zu-fest EPTs über meso- und makroskopische Skalen hinweg und inspirieren zu neuen Strategien zur Diagnose und Gestaltung von Hochleistungsenergiematerialien.
Keyvan Malaie (Fr.) hat diese Frage untersucht.