普魯士藍(lán)類(lèi)似物（PBAs）具有成本低、易于制備、開(kāi)放的鈉離子擴(kuò)散通道和理論比容量高的優(yōu)點(diǎn)，主要作為鈉離子電池（SIBs）正極材料進(jìn)行研究。先進(jìn)表征技術(shù)對(duì)深入了解PBAs在充放電過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)理、結(jié)構(gòu)演變以及進(jìn)一步推進(jìn)PBAs正極材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要的作用。

基于此，化材學(xué)院侴術(shù)雷教授團(tuán)隊(duì)總結(jié)和討論了先進(jìn)表征技術(shù)在揭示PBAs正極材料反應(yīng)機(jī)制和結(jié)構(gòu)演變方面的進(jìn)展。作者首先介紹了PBAs的歷史發(fā)展及其過(guò)渡金屬氧化還原的儲(chǔ)鈉機(jī)制；然后，全面討論了PBAs正極材料的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，并總結(jié)了原位表征技術(shù)（XRD、Raman、XAS、FTIR等）和非原位技術(shù)（XPS、PDF、穆斯堡爾譜等）在探究PBAs反應(yīng)機(jī)理方面的應(yīng)用；再次，作者還提出了PBAs產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中需要考慮的一些方面，包括大規(guī)模制備技術(shù)、容量與穩(wěn)定性的平衡、全電池組裝及應(yīng)用領(lǐng)域等；最后，該團(tuán)隊(duì)對(duì)未來(lái)PBAs正極材料研究的先進(jìn)技術(shù)提供了展望，包括（1）相較于XRD，中子衍射技術(shù)更適用于高熵的PBAs多金屬摻雜體系；（2）表面增強(qiáng)拉曼（SERS）是未來(lái)PBAs正極材料原位研究的一項(xiàng)重要技術(shù)，具有超高的時(shí)空分辨率；（3）原位XANES可以提供有關(guān)價(jià)態(tài)和位點(diǎn)對(duì)稱(chēng)性的實(shí)時(shí)信息；（4）利用原位FTIR技術(shù)研究電池運(yùn)行期間水對(duì)PBAs性能及結(jié)構(gòu)的影響；（5）開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的原位XPS、穆斯堡爾譜并將其應(yīng)用于PBAs機(jī)理及結(jié)構(gòu)演變的探究；（6）分辨率更高的新興技術(shù)，如固態(tài)核磁共振、球差校正透射電子顯微鏡（ACTEM）、冷凍電鏡用于PBAs正極材料的探索；（7）開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，如超聲成像、原位內(nèi)向外磁共振成像等。

近日，此項(xiàng)工作以《Advanced Characterization Techniques Paving the Way for Commercialization of Low-Cost Prussian Blue Analog Cathodes》為題發(fā)表在Advanced Functional Materials (PubDate:2021-11-05, DOI: 10.1002/adfm.202108616)上，侴術(shù)雷教授為通訊作者。Advanced Functional Materials為國(guó)際材料化學(xué)頂級(jí)期刊，2021年影響因子：18.808。