大连化物所等根据在线表界面表征发现储能电极的外表效应

近来，中国科学院大连化学物理研讨所催化根底国家要点实验室研讨员傅强团队与大连化物所二维资料化学与动力应用研讨组研讨员吴忠帅、储能技能研讨部研讨员李前锋，中科院姑苏纳米技能与纳米仿生研讨所研讨员陈立桅，浙江大学教授高明和北京理工大学教授吴川等协作，在电化学储能进程原位在线(Operando)表界面表征研讨中取得开展，初次精确说明铝离子电池充电机制，并发现储能电极存在的外表效应。

大连化物所根据在线表界面表征发现储能电极的外表效应

了解二次离子电池和超级电容器等储能进程亟须原位在线表征，现在运用的技能包含X-射线衍射、X-射线吸收谱、透射电镜、核磁共振等都是研讨电极和电解质体相信息，而电化学储能中的要害进程发生在电极和电解质的外表和界面区域，因而，开展原位在线电化学表界面表征办法具有重要意义。

Langmuir、Ertl等人建立起来的外表化学办法学可以取得固体外表结构和化学信息，已在多相催化等领域中取得成功，但将这些技能应用到电化学进程的原位表界面表征仍充溢应战。近年来，傅强团队探究使用外表化学办法学来研讨电化学表界面问题。该工作中，研讨人员经过长时间探究，构建出合适原位外表表征的模型电池，规划了一系列相关的原位样品池和样品台，完成了对铝离子电池进程的多种在线表界面表征，包含XPS、AFM、SKPM、Raman、掠角XRD等。研讨发现，充电进程中石墨电极外表区域阳离子(EMI+)与阴离子(AlCl4-)共插层嵌入到石墨层间，证明电极外表区域的插层离子超富集现象;根据电极进程的精准在线丈量，研讨人员初次给出铝离子电池电极反响的定量描绘，提醒储能电极存在显着的外表效应，使用该效应构建以超薄石墨为电极的电池器材完成了容量翻倍。

相关研讨成果以Operando Surface Science Methodology Reveals Surface Effect in Charge Storage Electrodes为题，宣布在《国家科学谈论》(Natl. Sci. Rev.)上，并被选为封面论文。大连化物所纳米与界面催化研讨组2015级博士研讨生王超为论文榜首作者。研讨工作得到国家自然科学基金科学中心和杰出青年基金、科学技能部要点研制、中科院战略性先导科技专项(B类)“动力化学转化的实质与调控”、两所交融基金等的支撑。