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電池離子儲(chǔ)能動(dòng)力學(xué)原位測(cè)量研究獲重大突破
日期:2022-03-02   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
近日,《自然–通訊》雜志刊發(fā)了由暨南大學(xué)、中山大學(xué)、加拿大卡爾頓大學(xué)及加拿大科學(xué)院相關(guān)團(tuán)隊(duì)合作完成的研究成果。該研究在國際上率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池內(nèi)部納米尺度電子、離子動(dòng)態(tài)分布及其儲(chǔ)能動(dòng)力學(xué)過程的實(shí)時(shí)、原位、精準(zhǔn)測(cè)量。

原位、精準(zhǔn)測(cè)量電池內(nèi)部離子的微觀、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)傳輸過程是全球性科學(xué)難題,對(duì)于深入理解電池儲(chǔ)能工作機(jī)理、發(fā)展新型電池體系起到至關(guān)重要的作用。當(dāng)前,科研人員僅能通過大型分析儀器對(duì)電池內(nèi)部離子信息和微觀反應(yīng)過程進(jìn)行測(cè)量,主要包括使用X射線衍射儀、中子衍射儀和拉曼光譜分析儀等。但這些設(shè)備不僅價(jià)格昂貴,而且使用條件十分苛刻,無法應(yīng)用于電池使用的實(shí)際環(huán)境。因此,迫切需要發(fā)展適合于電池使用終端的原位電池檢測(cè)技術(shù)。

為了攻克這一難題,研究人員提出一種高靈敏度等離子體共振光纖電化學(xué)傳感技術(shù),在國際上率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池內(nèi)部納米尺度電子、離子動(dòng)態(tài)分布及其儲(chǔ)能動(dòng)力學(xué)過程的實(shí)時(shí)、原位、精準(zhǔn)測(cè)量。所使用的光纖傳感器纖芯刻有傾斜光纖光柵,光纖表面鍍膜納米金膜,通過精密偏振控制,將纖芯模高效率的激發(fā)到光纖包層,再通過光纖表面金膜共振,將包層模轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰繀R聚的等離子體共振波,從而建立了光纖內(nèi)部光場(chǎng)與外部電場(chǎng)之間的耦聯(lián)通道,實(shí)現(xiàn)光纖內(nèi)部光場(chǎng)對(duì)表面納米尺度電子和離子的精確測(cè)量。

該團(tuán)隊(duì)在國際上率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)“納米尺度離子在電極表面嵌入和脫出”這一重要儲(chǔ)能動(dòng)力學(xué)過程的精準(zhǔn)測(cè)量,為揭示電池微觀工作機(jī)理、發(fā)展新型電池體系提供了重要方法支撐。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等資助。暨南大學(xué)碩士研究生王潤林等為該論文共同第一作者,暨南大學(xué)教授郭團(tuán)和中山大學(xué)教授盧錫洪為論文共同通訊作者。

原標(biāo)題:電池離子儲(chǔ)能動(dòng)力學(xué)原位測(cè)量研究獲重大突破
 
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來源:科學(xué)網(wǎng)
 
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