布魯克的高性能電子順磁共振（EPR）產(chǎn)品組合提供了一種非破壞性的分析技術(shù)，可直接檢測順磁性物質(zhì)（含自由基和過渡金屬離子）。自由基和過渡金屬離子可以在固體、液體、氣體或細(xì)胞和體內(nèi)進(jìn)行鑒定和定量。通過連續(xù)波和脈沖EPR 技術(shù)可以獲得化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子間的相互作用等。

         在布魯克的EPR 波譜儀系列中，ELEXSYS-E580 是一款傅立葉變換（FT）/連續(xù)波（CW）系統(tǒng)，為多頻和多共振EPR奠定了基礎(chǔ)。作為一臺高度通用的儀器，E580 可以進(jìn)行當(dāng)今所有的脈沖/連續(xù)波實(shí)驗(yàn)，并為未來的挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備。

        E580 采用中頻設(shè)計(jì)，便于從標(biāo)準(zhǔn)的X 波段升級到L、S、Q 和W 波段；其SpecJet-III 數(shù)字采集器和VAMP-III 視頻放大器可提供高達(dá)1 GHz 的檢測帶寬；SpinJet AWG（任意波形發(fā)生器）開啟了形狀脈沖的新領(lǐng)域，顯著提升了靈敏度和選擇性。

        2019年，華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院研究員胡炳文老師采購了布魯克E580 連續(xù)波/脈沖電子順磁共振波譜儀（包括L-波段，X-波段和Q-波段，以及成像系統(tǒng)）。E580 憑借其*的檢測能力，為多種波譜、成像實(shí)驗(yàn)提供了穩(wěn)健的技術(shù)支持。

        近期，胡老師利用布魯克E580 電子順磁共振波譜儀，利用EPR 成像技術(shù)進(jìn)行了鈉離子電池性能研究，并發(fā)表重要論文。我們誠邀您閱讀這篇學(xué)術(shù)佳作。

論文摘要

        NaCrO2 因其低成本、高安全性和高功率的特點(diǎn)，成為鈉離子電池正極的備選材料之一。在投入實(shí)際應(yīng)用前，有必要進(jìn)一步理解其在循環(huán)過程中的電子結(jié)構(gòu)和相變特性。

        本研究中，我們采用原位EPR 對NaCrO2 在2.2 - 3.6 V 和2.2 - 4.5 V 電壓條件之間循環(huán)切換時電子結(jié)構(gòu)的演變進(jìn)行監(jiān)測。我們發(fā)現(xiàn)在充電初期NaCrO2 脫鈉以后產(chǎn)生了電子離域效應(yīng)，這或許是其具備卓*倍率性能的原因。

        此外，通過原位EPR 和EPR 成像，我們發(fā)現(xiàn)在3.8 V 條件下，電解液中出現(xiàn)了與不可逆相變相關(guān)的EPR 信號，這是由于表面重構(gòu)生成了Cr5+ 離子、而Cr5+ 離子溶解在電解液并存在于較厚的電池隔膜當(dāng)中。這些研究結(jié)果可以幫助研究者更好地設(shè)計(jì)和改性鉻基正極材料。

作者簡介

        胡炳文，現(xiàn)任華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院研究員，法國里爾第一大學(xué)博士，國基優(yōu)青項(xiàng)目獲得者。胡老師的主要研究領(lǐng)域?yàn)榇殴舱穹椒捌湓陔姵仡I(lǐng)域中的應(yīng)用，他開發(fā)了SHANGHAI、SHA+、RFDF-XY8-4-1和COM-IV等固體核磁共振脈沖序列，開發(fā)了電池體系的in situ NMR 和in situ EPR與EPR 成像方法，應(yīng)用于鋰/鈉電池體系。