使用实验室精密压制工艺的主要优点在于，在锂金属和铜基底之间建立了优越的电子传导路径。通过机械键合材料，该工艺能够破坏锂表面天然的氧化物层，从而降低过电位，并提供比简单堆叠方法更稳定的界面。
精密压制通过物理断裂绝缘的氧化物屏障，从而提高了参比电极的可靠性。这确保了精确的电位基准测试在电化学表征中至关重要的、一致的低电阻接触。
界面改进的力学原理
破坏氧化物屏障
新鲜切割的锂箔几乎立即会自然形成一层电阻性氧化物层。
将箔片简单地堆叠在铜上，无法有效穿透该氧化物层。精密压制施加足够的力，机械断裂该氧化物膜，使裸露的锂金属直接与基底接触。
建立电子传导
一旦氧化物层被破坏，就会建立直接的电子通路。
这会创建一个高质量的连接，允许电子无阻碍地流动。结果是建立了一个优越的电子传导路径，最大限度地降低了电极界面的电阻。
对电化学性能的影响
降低过电位
电化学表征中的一个关键指标是过电位。
由于压制工艺降低了接触电阻，它显著降低了系统的过电位。这与简单的堆叠方法形成鲜明对比，后者通常会引入高且不稳定的电阻。
界面的稳定性
机械键合提供了松散堆叠无法比拟的物理稳健性。
压制后的界面在整个测试期间保持稳定的接触。这种稳定性可以防止接触点随时间移动或退化而引起的测量波动。
基准测试的准确性
参比电极的最终目标是提供可靠的标准。
通过确保低电阻和高稳定性，精密压制为测量锂/锂离子（Li/Li+）电位提供了高度准确的参比基准。这种准确性对于生成有效的、可重复的电池研究数据至关重要。
理解权衡
工艺复杂性与数据保真度
提到的主要替代方法是“简单堆叠”，它可能更快且需要的设备更少。
然而，这种简单性的代价是测量可靠性。虽然堆叠更容易，但它会使氧化物层保持完整，导致电学连接不良。精密压制需要特定的机械工艺，但这是获得科学上有效的过电位数据所必需的“成本”。
为您的目标做出正确选择
为确保您的电化学表征产生有用数据，请在组装方法方面考虑以下几点：
- 如果您的主要关注点是高精度数据：您必须使用精密压制方法，以确保氧化物层被破坏且过电位最小化。
- 如果您的主要关注点是快速、低风险的筛选：您可以考虑简单堆叠，但您必须接受由此产生的参比基准将不太准确，界面也不太稳定。
最终，精密压制是唯一能够保证准确 Li/Li+ 电位测量所需的界面完整性的方法。
总结表：
| 特征 | 简单堆叠方法 | 精密压制工艺 |
|---|---|---|
| 界面完整性 | 较弱；天然氧化物层保留 | 较强；机械断裂氧化物膜 |
| 电子传导 | 高电阻/传导路径差 | 优越的传导路径/直接金属对金属接触 |
| 过电位 | 高且不稳定 | 显著降低且稳定 |
| 数据可靠性 | 较低；易出现波动 | 较高；稳定的 Li/Li+ 基准测试 |
| 主要用例 | 快速、低风险的筛选 | 高精度电化学研究 |
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参考文献
- Fritz Wortelkamp, Ingo Krossing. Electrolyte‐Dependent Electrode Potentials in Lithium–Sulfur Batteries. DOI: 10.1002/celc.202500109
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
