新聞網(wǎng)訊 近日，我校物理科學學院先進能源物理實驗室在國際頂尖期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)發(fā)表了題為“Reacquainting the Electrochemical Conversion Mechanism of FeS2Sodium-Ion Batteries by Operando Magnetometry”的原創(chuàng)性研究論文。JACS是公認的國際化學領域最具影響力的專業(yè)期刊，論文涉及化學、材料、物理、生命科學及生物醫(yī)學等諸多領域，影響因子為15.419。該論文通訊作者為我校李強、李洪森教授、中科院物理所葛琛副研究員，第一作者為物理學院2019級碩士研究生李召輝。該團隊專注于探索磁學在能源科學中的基礎理論和先進技術，這是繼發(fā)表Nat. Mater. 2021, 20, 76–83和Adv. Mater. 2021, 33, 2006629揭示鋰離子電池儲能機制之后，在鈉離子電池領域的又一重大突破。該工作基于原位實時磁性測試研究，打破了過渡族金屬化合物儲鈉機理的常規(guī)認知，揭示了鈉離子電池中容量低、循環(huán)性能差的問題分別是由“未反應核”和顆粒粉化導致。
相比于鋰離子電池，在已經報道的各類過渡金屬化合物基鈉離子電池材料中，普遍存在著較低容量和較差循環(huán)穩(wěn)定性。然而，受限于常規(guī)表征技術在復雜電化學環(huán)境中的局限性，這一問題始終未能得到合理解釋，極大地限制了過渡金屬化合物鈉離子電池的進一步研發(fā)和應用。為了揭示這一關鍵科學問題，該團隊將原位磁性測試技術拓展到鈉離子電池領域，發(fā)現(xiàn)由于較大的嵌入離子半徑，鈉離子電極材料中存在著內部的“未反應核”和表層的嚴重粉化，這是導致其低容量和差循環(huán)穩(wěn)定性的根源。該工作澄清了過渡族金屬化合物的儲鈉機理，不僅為下一代的高性能鈉離子電池電極材料的設計提供了理論支撐，也為復雜化學環(huán)境下的電化學機制的研究供了強有力的表征手段。近年來先進能源物理實驗室基于學科交叉融合，凝練特色方向，在青島大學高水平發(fā)展的道路上砥礪前行，取得了一系列標志性成果，得到了國內外同行的廣泛肯定和關注。
論文鏈接：Zhaohui Li, Yongcheng Zhang, Xiangkun Li, Fangchao Gu, Leqing Zhang, Hengjun Liu, Qingtao Xia, Qinghao Li, Wanneng Ye, Chen Ge,* Hongsen Li,* Han Hu, Shandong Li, Yun-Ze Long, Shishen Yan, Guo-Xing Miao, and Qiang Li*，JACS，2021，https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.1c06115。
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