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新聞網(wǎng)訊 近日，我校物理科學(xué)學(xué)院先進(jìn)能源物理實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際頂尖期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)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(rèn)的國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域最具影響力的專業(yè)期刊，論文涉及化學(xué)、材料、物理、生命科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域，影響因子為15.419。該論文通訊作者為我校李強(qiáng)、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(xué)院2019級(jí)碩士研究生李召輝。該團(tuán)隊(duì)專注于探索磁學(xué)在能源科學(xué)中的基礎(chǔ)理論和先進(jìn)技術(shù)，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(chǔ)能機(jī)制之后，在鈉離子電池領(lǐng)域的又一重大突破。該工作基于原位實(shí)時(shí)磁性測(cè)試研究，打破了過渡族金屬化合物儲(chǔ)鈉機(jī)理的常規(guī)認(rèn)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(yīng)核”和顆粒粉化導(dǎo)致。

相比于鋰離子電池，在已經(jīng)報(bào)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(shù)在復(fù)雜電化學(xué)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(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用。為了揭示這一關(guān)鍵科學(xué)問題，該團(tuán)隊(duì)將原位磁性測(cè)試技術(shù)拓展到鈉離子電池領(lǐng)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(nèi)部的“未反應(yīng)核”和表層的嚴(yán)重粉化，這是導(dǎo)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(chǔ)鈉機(jī)理，不僅為下一代的高性能鈉離子電池電極材料的設(shè)計(jì)提供了理論支撐，也為復(fù)雜化學(xué)環(huán)境下的電化學(xué)機(jī)制的研究供了強(qiáng)有力的表征手段。近年來先進(jìn)能源物理實(shí)驗(yàn)室基于學(xué)科交叉融合，凝練特色方向，在青島大學(xué)高水平發(fā)展的道路上砥礪前行，取得了一系列標(biāo)志性成果，得到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛肯定和關(guān)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。