近日,j9国际集团资料学院施思齐团队与清华大学南策文院士、中科院物理所陈立泉院士合作在《Progress in Materials Science》颁发了题为“Fundamentals and advances of ligand field theory in understanding structure-electrochemical property relationship of intercalation-type electrode materials for rechargeable batteries”的长篇综合评述文章,全文分为4章,26个大图,共计30000余字,汇聚了团队对于配体场理论利用在理解可充电电池离子嵌入式电极结构与电化学机能(如电压、比容量、相不变性等)关系近况及发展方向方面大量见解与实际。该期刊是国际资料科学钻研领域的权威学术期刊,在资料界拥有沉要影响。它致力于颁发拥有极高影响力的综合评述文章,以全面、权威、沉要和可读性而著称,期刊最新影响因子为48.165(中科院资料科学大类排名:TOP 1)。文章第一作者为j9国际集团资料学院王达副钻研员,通讯作者为j9国际集团资料学院施思齐教授,其他作者蕴含团队成员喻嘉副钻研员和李亚捷博士。此表,文章合作者有美国德克萨斯大学奥斯汀分校(现就职于中科院物理钻研所)李玉涛钻研员、北京大学李彪博士、澳大利亚昆士兰科技大学王红霞教授、j9国际集团可持续能源钻研院易金副钻研员及宁青春博士。j9国际集团为第一单元。
离子嵌入电化学是推动现代储能蓬勃发展的关键技术之一;竦每矸好骋谆褂玫牡ゼ/多价金属离子电池所含过渡金属基正极通常以过渡金属离子作为氧化还原中心,其电子结构高度依赖于过渡金属和配体间的杂化行为,受到资料部门配体场的严格节造。从配位场理论启程,揭示出局域结构对电极电化学机能的性质影响,并结合第一性道理推算等先进步骤从微观尺度确定系统中电子占据态等性质,为其定量预测分歧电极资料电化学机能提供怪异的视角,因而带来配位场理论在电化学储能中利用的内容性突破。为此,文章综合评述了从晶体场理论到配位场理论的发展过程,梳理了基于对称匹配道理的原子轨路劈裂和分子轨路杂化理论,以及配位场理论中的所涉概想及法规,尤其对离子嵌入电化学过程中与电压有关的费米能级推算、与相不变性有关的晶体场不变动能推算、以及与阴离子氧化还原活性有关的理论模型构建等进行了具体地介绍。此表,结合团队自主开发的可凭据电极系统局域配位环境推导其原子轨路劈裂个性并自动化鉴别系统杂化分子轨路能级排布法式:“鉴别部门配位场构建晶体分子轨路能级法式(MOELD-LLF,目前已开源,接见解址:https://gitlab.com/shuhebing/MOELD-LLF)”,以及团队近几年提出了一系列提高电化学储能资料离子嵌入电压、容量、相不变性以及电子电导的战术(如文末有关论文链接),文章中系统性地总结和会商了一些代表性的新型电极系统(如固态电池用无锂嵌入式电极和无过渡金属电极等)。最终,提出通过配体场理论理解可充电电池离子嵌入式电极结构与电化学机能关系的利用远景和挑战。该文章不仅能全面满足入门者对配位场理论基础知识的需要,对学术界和工业界进一步拓展及提炼配位场理论在离子嵌入电化学领域中的利用也将起到积极的引领作用。

该工作得到国度沉点研发打算、国度天然科学基金等项主张赞助。
有关论文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642522001360
https://doi.org/10.1093/nsr/nwad010
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa174
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209210
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202212342
https://esst.cip.com.cn/EN/10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0652