电池,尤其是锂离子电池的快速发展极大改变了我们的生活.从移动电子设备到新能源汽车再到电网储能,电池应用于多个领域且目前在能量密度和功率密度方面难以被取代.电池技术的向前发展要求我们对其电化学反应机理有完整的认识,这需要来自不同领域研究人员的交叉碰撞.磁共振波谱技术包括核磁共振波谱(NMR)和电子顺磁共振波谱(EPR),前者适合于研究Li、Na、P、O等电池材料中常见的轻元素,后者适合于研究Co、Mn、Fe、V等电池材料中常见的过渡金属.加上它们具有对样品无损、对结晶度无要求、能够定量分析等优点,NMR和EPR在过去三十年的电池研究中不断进步,日益成为电池表征的重要角色.本文从磁共振方法的角度出发,首先概述了固体NMR和EPR中的主要相互作用及其哈密顿表达形式,接着概述了固体NMR和EPR常用的重要方法及其在金属离子电池研究领域的代表性应用.本文有助于让我们直观地了解磁共振技术本身在金属离子电池研究领域的重要价值,并有望为解决利用固体NMR和EPR进行电池研究的过程遇到的困难提供指导.
固体核磁共振 电子顺磁共振 锂离子电池 钠离子电池 充放电机理 构效关系 局域结构