近期，上海市磁共振重点实验室胡炳文研究员团队利用布鲁克E580电子顺磁共振波谱仪，在国内首次利用EPR成像技术进行了钠离子电池性能研究，相关研究成果发表于《Journal of Physical Chemistry Letters》期刊上（J.Phys.Chem.Lett.2021，12(2):781–786）。

NaCrO₂ 因其低成本、高安全性和高功率的特点，成为钠离子电池正极的备选材料之一。在投入实际应用前，有必要进一步理解其在循环过程中的电子结构和相变特性。本研究中，采用原位EPR对NaCrO2在2.2-3.6V和2.2-4.5V电压条件之间循环切换时电子结构的演变进行监测。研究发现，在充电初期NaCrO2脱钠以后产生了电子离域效应，这或许是其具备卓越倍率性能的原因（图1）。

图1. 原位EPR

此外，通过原位EPR和EPR成像（图2），发现在3.8V条件下，电解液中出现了与不可逆相变相关的EPR信号，这是由于表面重构生成了Cr5+离子、而Cr5+离子溶解在电解液并存在于较厚的电池隔膜当中。这些研究结果可以帮助研究者更好地设计和改性铬基正极材料。

图2. 原位EPR成像

作为公共创新服务平台仪器，该设备为布鲁克E580连续波/脉冲电子顺磁共振波谱仪（包括L-波段，X-波段和Q-波段，以及成像系统），为多种波谱、成像实验提供了稳健的技术支持。

图3.EPR 设备

                             图：课题组

                           文：朱佳媛

编辑：袁会敏