大化所開發新型穆斯堡爾譜測量裝置

　　近日，大連化學物理研究所能源研究技術平臺穆斯堡爾譜研究組（DNL2005）王軍虎研究員團隊在前期原位電化學穆斯堡爾譜測試裝置基礎上，與我所儲能技術研究部（DNL17）李先鋒研究員、鄭瓊副研究員團隊，法國蒙彼利埃大學Moulay Tahar Sougrati博士合作，開發了原位離子電池57Fe和119Sn穆斯堡爾譜測量裝置。該裝置可原位動態觀測離子電池充放電過程中鐵基和錫基電極材料的狀態演變過程，揭示電極材料的充放電作用機制。

　　穆斯堡爾譜技術是通過觀測原子核對伽馬射線的共鳴吸收現象而研究核外電子舉動的科學，該技術能量分辨率高，可觀察穆斯堡爾核素的超精細相互作用，表征功能材料中的穆斯堡爾核素，例如鐵和錫的物相、價態、配位結構和磁性等。運用原位離子電池穆斯堡爾譜技術，可以有效探究電極材料在真實工作狀態下電子、結構、磁性的變化信息。該技術通過實時在線檢測電極材料的結構和元素的價態變化等，為離子電池的充放電機理研究提供直觀指導。該裝置操作簡單，探測靈敏，是新型高效鋰/鈉/鉀等離子電池開發中研究電極材料的構效關系及其充放電衰變機制的有效工具。

　　原位離子電池穆斯堡爾譜測量裝置操作方法為，首先在手套箱中將研究材料極片、隔膜、電解液、對電極（鈉/鋰/鉀片等）依次放入原位電池底座完成裝配，接著藍電系統與穆斯堡爾譜儀器通過原位電池配合，在固定時間自動記錄穆斯堡爾譜圖，實現離子電池充放電性能與時間分辨穆斯堡爾譜的同時穩定測量。原位電池采用厚度和直徑優化的高純鈹窗，確保穆斯堡爾譜信號的高穿透率，允許在電極上有足夠的壓力，以及足夠的區域來進行快速的數據收集。原位電池的內部幾何形狀適用于垂直和水平方向，可滿足豎式和橫式各種透射模式的穆斯堡爾譜觀測。

　　該項工作得到中國科學院儀器設備功能開發技術創新項目、國際合作伙伴計劃重點項目、國際人才計劃等項目的資助。