배터리 이온 에너지 저장 역학의 현장 측정에 있어 획기적인 발전

최근 잡지 '네이처-커뮤니케이션즈'는 지난대, 중산대, 캐나다 칼턴대, 캐나다과학원 관련팀이 완성한 연구 결과를 게재했다. 이번 연구는 배터리 내부의 나노크기 전자와 이온의 동적 분포와 에너지 저장의 동적 과정을 실시간으로 현장에서 정밀하게 측정하는 세계 최초의 연구입니다.

배터리 내부 이온의 미시적이고 일시적인 동적 이동 과정을 현장에서 정확하게 측정하는 것은 세계적인 과학적 문제로, 배터리 에너지 저장의 작동 메커니즘을 깊이 이해하고 새로운 기술을 개발하는 데 중요한 역할을 합니다. 배터리 시스템. 현재 과학 연구자들은 X선 회절계, 중성자 회절계, 라만 분광계 등을 주로 사용하는 대형 분석 장비를 통해서만 배터리 내부의 이온 정보와 미세한 반응 과정을 측정할 수 있습니다. 그러나 이러한 장치는 고가일 뿐만 아니라 사용 조건이 매우 가혹하여 배터리를 사용하는 실제 환경에 적용할 수 없다. 따라서, 배터리 사용 단말에 적합한 현장 배터리 검출 기술의 개발이 시급하다.

이러한 문제를 극복하기 위해 연구진은 배터리 내부에서 나노 규모의 전자와 이온의 동적 분포와 분포를 세계 최초로 구현한 고감도 플라즈마 진동섬유 전기화학적 센싱 기술을 제안했다. -에너지 저장 역학 프로세스를 시간에 맞춰 현장에서 정확하게 측정합니다. 사용된 광섬유 센서의 코어에는 기울어진 섬유 격자가 새겨져 있고, 광섬유 표면은 정밀한 편광 제어를 통해 코어 모드가 섬유 클래딩에 효율적으로 여기된 후 나노 금 필름으로 코팅되어 있습니다. 광섬유 표면의 금막이 진동하면 클래딩 모드가 에너지 집중형 플라즈마 발진파로 변환되어 광섬유 내부의 광학장과 외부 전기장 사이에 결합 채널이 형성되어 정밀한 측정이 가능해집니다. 광섬유의 내부 광장 표면에 나노미터 규모의 전자와 이온이 존재합니다.

연구팀은 배터리의 미세한 작동 메커니즘과 새로운 배터리 시스템을 개발합니다. 중요한 방법론적 지원을 제공합니다.

이 연구 작업은 중국 국립자연과학재단의 주요 프로젝트의 자금 지원을 받았습니다. 논문의 공동 제1저자는 지난대학교 석사과정 왕런린(Wang Runlin)이고, 지난대학교 교수 궈투안(Guo Tuan)과 쑨원대학교 교수 루시홍(Lu Xihong)이 공동 교신저자이다.

관련 논문 정보 : /articles/s41467-022-28267-y