2022年11月11日晚19点，应校科研部、物理与电子工程系邀请，特别邀请到了青岛大学新能源科学与工程系主任李强教授于腾讯会议开展了题为《电化学储能中的磁性表征应用》的讲座，本次讲座由物理与电子工程系乔士柱主持，物理与电子工程系教师及各班学生参加了此次讲座。

李教授主要从锂电池和钠电池两个方面介绍了磁性表征的应用。

锂离子电池等电化学储能器件在移动电子产品、电动汽车中发挥着关键作用，改变了我们的生活。为了满足人们日益增长的需求，亟需发展更高能量密度、更快充电速度的新型储能材料与器件。大量储能电极材料中富含过渡族金属元素，这些含有过渡金属元素的电极材料的晶格结构、电子构型、电化学性质等与磁性密切相关，这为磁学表征分析电化学储能过程提供了可能。原位磁性测试的发展更是为实时监测电子转移和自旋轨道排布提供了技术支持。因此，在二次电池研究领域发展磁性表征技术对该领域的发展具有重要的意义。

1.在已经报道的CoO锂离子电池中，存在反常的超出理论极限的额外容量现象。为了揭示这一关键科学问题，世界范围内科研人员对其做了广泛的研究。Tarascon等人早在2002年就提出在烷基碳酸盐电解液中，低电压区金属钴颗粒表面可逆的凝胶状聚合物膜的形成与分解是导致异常容量的主要原因。Yoon等人在2015年指出对同是过渡族金属化合物的RuO2电极材料来说，金属Ru表面生长的聚合物膜不足以贡献RuO2锂离子电池大的额外容量。此外，Maier等提出界面电荷存储理论，指出额外的锂离子可以存储在过渡族金属表面，电子注入到金属内部。本团队最近提出对于Fe3O4锂离子电池体系来说，其额外容量主要来源于涉及自旋极化电子的金属铁颗粒表面电容。由此可见，CoO锂离子电池的额外容量起源至今仍存在较大争议。李强教授采用原位磁性探测技术，首次在实验上直观地证实了金属钴颗粒对在其表面生长的凝胶状聚合物膜起到了关键的催化作用。并进一步指出对于CoO锂离子电池来说，其放电容量主要由三部分构成：即CoO材料本身的转化反应；被还原出来的金属钴颗粒表面自旋极化电容；在金属钴的催化作用下凝胶状聚合物膜的可逆生成与分解。

2.相比于锂离子电池，在已经报道的各类过渡金属化合物基钠离子电池材料中，普遍存在着较低容量和较差循环稳定性。然而，受限于常规表征技术在复杂电化学环境中的局限性，这一问题始终未能得到合理解释，极大地限制了过渡金属化合物钠离子电池的进一步研发和应用。为了揭示这一关键科学问题，李强团队将原位磁性测试技术拓展到钠离子电池领域，发现由于较大的嵌入离子半径，钠离子电极材料中存在着内部的“未反应核”和表层的严重粉化，这是导致其低容量和差循环稳定性的根源。团队澄清了过渡族金属化合物的储钠机理，不仅为下一代的高性能钠离子电池电极材料的设计提供了理论支撑，也为复杂化学环境下的电化学机制的研究供了强有力的表征手段。

在讲座的问题答疑环节，我系师生踊跃提问，讨论热烈。青年老师积极与郑教授探讨锂电池钠电池中存在的诸多问题。学生也积极向李教授请教考研和科研过程中遇到的困惑，李教授一一进行了解答。

最后，乔士柱老师对本次讲座进行总结，并对李强教授的精彩讲座表示感谢。通过本次讲座，同学们了解了当前最新电化学储能中的磁性表征应用知识，极大程度激发了大家的积极性。在今后的学习生活中，相信我系学子能更好地学好专业知识，从而挑战自我，向研究新型技术进发。