電池離子儲能動力學原位測量研究獲重大突破

　　近日，《自然–通訊》雜志刊發了由暨南大學、中山大學、加拿大卡爾頓大學及加拿大科學院相關團隊合作完成的研究成果。該研究在國際上率先實現了對電池內部納米尺度電子、離子動態分布及其儲能動力學過程的實時、原位、精準測量。

　　原位、精準測量電池內部離子的微觀、瞬態動力學傳輸過程是全球性科學難題，對于深入理解電池儲能工作機理、發展新型電池體系起到至關重要的作用。當前，科研人員僅能通過大型分析儀器對電池內部離子信息和微觀反應過程進行測量，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。但這些設備不僅價格昂貴，而且使用條件十分苛刻，無法應用于電池使用的實際環境。因此，迫切需要發展適合于電池使用終端的原位電池檢測技術。

　　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傳感技術，在國際上率先實現了對電池內部納米尺度電子、離子動態分布及其儲能動力學過程的實時、原位、精準測量。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到光纖包層，再通過光纖表面金膜共振，將包層模轉變為能量匯聚的等離子體共振波，從而建立了光纖內部光場與外部電場之間的耦聯通道，實現光纖內部光場對表面納米尺度電子和離子的精確測量。

　　該團隊在國際上率先實現了對“納米尺度離子在電極表面嵌入和脫出”這一重要儲能動力學過程的精準測量，為揭示電池微觀工作機理、發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基金重點項目等資助。暨南大學碩士研究生王潤林等為該論文共同第一作者，暨南大學教授郭團和中山大學教授盧錫洪為論文共同通訊作者。