近日，我校轻工化工利民网官网刘全兵教授联合挪威科技大学研究团队在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表重要研究成果。研究团队利用FBG光纤传感器，实现了镍锌电池在宽电压窗口下循环过程中应变与温度的原位、高同步监测，揭示了从双电层行为到不可逆副反应的多尺度演化规律，为高安全锌基电池的设计与预警提供了新的光学诊断策略。
在可充电镍锌电池中，电极相变、离子迁移与副反应（如析氢、锌枝晶生长）会直接影响电池的循环寿命与安全性能。然而，传统电化学表征方法难以同时捕捉电池内部的力学与热响应，限制了对关键失效机制的理解。FBG传感技术凭借其高灵敏度、抗电磁干扰与可原位集成的优势，为电池内部多物理场监测提供了理想的工具。
研究团队通过构建FBG原位监测系统，对镍锌电池在不同充电截止电压下的应变与温度演化进行了系统性分析。研究发现：1）在低电压区间（<1.86 V），电池表现出与双电层行为高度相关的可逆微小应变与温度变化，揭示了界面离子吸附与溶剂重排过程；2）在正常工作区间（1.86–1.875 V），应变与温度信号与锌的可逆沉积/溶出及正极相变过程高度同步，实现了对法拉第反应的精准追踪；3）在高电压过充区间（≥1.88 V），充电阶段应变与温度出现急剧、不可逆的上升，清晰地反映了材料的异常相变、析氢与锌枝晶生长等不可逆副反应的发生，为电池过充失效提供了早期预警信号。这一工作首次在镍锌电池中实现了从界面双电层行为到整体失效过程的多尺度原位监测，为高安全、长寿命锌基电池的机理研究与性能优化提供了全新的表征手段与设计思路。
188金宝慱体育,澳门特马王中,利民网官网为论文第一完成单位，轻工化工利民网官网“青年百人”康天星为论文第一作者，刘全兵教授和挪威科技大学Steven Boles教授为论文通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.5537986
