电池内微区电化学演化的原位量子传感 | 进展

主要观点总结

这篇文章主要介绍了基于金刚石量子传感的电池内原位监测、无损表征方法。索鎏敏研究员团队与刘刚钦研究员、郑慧婕副研究员团队合作，提出了一种原位纳米微区量子探测-电池一体化方案，实现了对电池活性物质物性纳米微区原位探测，并展示了该方案在监测电池反应机制、探究失效机理、发展延寿技术以及预测电池寿命方面的潜力。

关键观点总结

关键观点1: 电极颗粒的工作状态及均一性对电池性能有显著影响。

文章强调了理解电池内部反应机制的重要性，以及监测纳米微区电化学演化的挑战。

关键观点2: 索鎏敏研究员团队与刘刚钦研究员等合作，提出了一种基于金刚石量子传感的电池内原位监测方法。

该方法利用金刚石NV色心的亚微米级空间分辨率和对磁场变化的高敏感性，实现了对电池活性物质物性纳米微区的原位探测。

关键观点3: 实验以Fe3O4电极为例，演示了基于金刚石NV色心的电池原位量子传感方案的可行性。

实验结果显示电极上活性物质的相变过程存在区域间的微观反应动力学差异，并确定了反应最终产物处于超顺磁态。

关键观点4: 文章还介绍了该研究受到的支持和认可，包括发表在Cell Press旗下期刊Device上，以及相关的热门文章链接。

这些信息提供了文章的背景和研究的重要性。

文章预览

电极颗粒是电池最小的功能单元，它们的工作状态及均一性显著影响电池性能。 对纳米微区的活性物质进行原位传感是理解其反应机制，探究失效机理，发展延寿技术以及预测电池寿命的关键步骤。然而，由于缺乏具有足够空间分辨率及灵敏度， 且非破坏性的实时、原位传感手段，监测纳米微区电化学演化仍是极其挑战的。 基于此， 中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的索鎏敏研究员团队与刘刚钦研究员、郑慧婕副研究员团队 合作，提出了一种 基于金刚石量子传感的 电池内原位 监测、无损表征方法，设计了原位纳米微区量子探测-电池一体化方案 ，利用金刚石NV色心亚微米级空间分辨率以及其对磁场变化的 高敏感性，实现了对电池活性物质物性纳米微区原位探测，基于多线程传感实现了高分辨电极内磁场的分布探测。 团队通 ………………………………