【厦大科研团队揭示锂硫电池电荷储存聚集反应新机制——打开锂硫电池“黑匣子”】近日，厦门大学廖洪钢教授、孙世刚院士团队与北京化工大学陈建峰院士以及美国阿贡国家实验室徐桂良、Khalil Amine研究员团队合作在国际顶级期刊《自然》上发表了最新研究成果。该研究成果基于自主研发建立的高时空分辨电化学原位液相透射电子显微系统，首次提示了锂硫电池电荷储存聚集反应新机制，这一发现或将以全新的角度推动锂硫电池发展。
在碳达峰、碳中和目标的推动下，发展具有高能量密度和储能效率的二次电池体系是当前科学界的研究热点。在原子/分子层次揭示电极和电解质界面的化学反应对于电池设计至关重要。
锂硫电池具有极高的能量密度和更低的成本，但受限于传统原位表征工具时空分辨率的局限与锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等挑战，缺少原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解。这一反应过程，就像一个神秘的“黑匣子”。
为打开“黑匣子”，厦大团队建立了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。
在研究中，团队发现在锂硫电池中存在着独特的界面反应机制。这项研究成果有望从全新角度推进锂硫电池电极材料和体系的设计与研发，促进高比能、高功率、快充锂硫电池的发展。
事实上，早在2016年，研究团队就在具备高时空分辨能力的原位电子显微镜下，偶然观测到固液界面的离子分子在表面的吸附与传统理论模型预测的不同，其动态结构及转化过程并非单个分子而是一群分子的集体性行为。
这一新发现在当时的学术会议上引起了激烈的讨论。很多人认为这只是在特殊的环境中观测到的一个偶然性假象，而非真实的结构存在。但研究团队并未被这些质疑声所动摇。多年来，研究团队一边沿着既定方向从事更高阶、更深入的研究，一边开发相关仪器设备，应用全新的方法，建立了一套完整的表征方法。
“所谓运气，恰恰是机会撞上了努力。”论文的第一作者、厦门大学化学化工学院博士研究生周诗远介绍，团队一开始的研究目的是探索下一代最具应用潜力的电池体系，希望通过研究其当前所面临的关键性科学问题，澄清其科学本质与科学过程。电荷储存聚集反应新机制的发现，来源于团队成员在一次谈论中随口一句“我们所观测到的聚集体的本质到底是什么”，启发了研究团队后续长期不断地向内探索与深挖。
“任何极具创新性的研究，在早期都是很难被理解的。”谈及课题开展中遇到的困难，廖洪钢如是说。由于原位电镜的研究属于一个十分前沿的领域，最初国际上从事相关研究的团队不超过10个，团队在研究该体系时可以参考的直接文献、研究方案和实验细节寥寥无几，大部分的实验条件都需要自己去摸索。尤其是如何在排除透射电镜引入实际体系影响的前提下实现高时间和空间分辨率，对团队而言是一个巨大的难题。因此，在前期，研究的进展并不顺利。
“很庆幸，我们团队坚持了下来。”廖洪钢表示，对于团队来说，当前的研究成果仅仅是初步探索出电池界面反应的新机制，如何深入认识其本质和开发其应用，依然任重而道远。（通讯员 冯诗佳 欧阳桂莲）
在碳达峰、碳中和目标的推动下，发展具有高能量密度和储能效率的二次电池体系是当前科学界的研究热点。在原子/分子层次揭示电极和电解质界面的化学反应对于电池设计至关重要。
锂硫电池具有极高的能量密度和更低的成本，但受限于传统原位表征工具时空分辨率的局限与锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等挑战，缺少原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解。这一反应过程，就像一个神秘的“黑匣子”。
为打开“黑匣子”，厦大团队建立了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。
在研究中，团队发现在锂硫电池中存在着独特的界面反应机制。这项研究成果有望从全新角度推进锂硫电池电极材料和体系的设计与研发，促进高比能、高功率、快充锂硫电池的发展。
事实上，早在2016年，研究团队就在具备高时空分辨能力的原位电子显微镜下，偶然观测到固液界面的离子分子在表面的吸附与传统理论模型预测的不同，其动态结构及转化过程并非单个分子而是一群分子的集体性行为。
这一新发现在当时的学术会议上引起了激烈的讨论。很多人认为这只是在特殊的环境中观测到的一个偶然性假象，而非真实的结构存在。但研究团队并未被这些质疑声所动摇。多年来，研究团队一边沿着既定方向从事更高阶、更深入的研究，一边开发相关仪器设备，应用全新的方法，建立了一套完整的表征方法。
“所谓运气，恰恰是机会撞上了努力。”论文的第一作者、厦门大学化学化工学院博士研究生周诗远介绍，团队一开始的研究目的是探索下一代最具应用潜力的电池体系，希望通过研究其当前所面临的关键性科学问题，澄清其科学本质与科学过程。电荷储存聚集反应新机制的发现，来源于团队成员在一次谈论中随口一句“我们所观测到的聚集体的本质到底是什么”，启发了研究团队后续长期不断地向内探索与深挖。
“任何极具创新性的研究，在早期都是很难被理解的。”谈及课题开展中遇到的困难，廖洪钢如是说。由于原位电镜的研究属于一个十分前沿的领域，最初国际上从事相关研究的团队不超过10个，团队在研究该体系时可以参考的直接文献、研究方案和实验细节寥寥无几，大部分的实验条件都需要自己去摸索。尤其是如何在排除透射电镜引入实际体系影响的前提下实现高时间和空间分辨率，对团队而言是一个巨大的难题。因此，在前期，研究的进展并不顺利。
“很庆幸，我们团队坚持了下来。”廖洪钢表示，对于团队来说，当前的研究成果仅仅是初步探索出电池界面反应的新机制，如何深入认识其本质和开发其应用，依然任重而道远。（通讯员 冯诗佳 欧阳桂莲）
*发现自己好像可以从回忆中获取能量
想了想我的白月光应该是疫情期间来不了马来西亚于是在厦门独居的那两年（大一大二），真的不要太爽。
大一的时候跟敏宝几乎把厦门玩遍了，也多亏了敏敏子我才能那么快从当时的痛苦中恢复，她真的是我的天使[悲伤]
大一下小彤还从湖南跑来厦门跟我一起住了一个多月，特别特别幸福，平时就一起在家上上网课，一起做饭一起看视频一起散步一起逛街，特别幸福嘿嘿[春游家族]
周末就出门找小敏 三个人一起到处玩，敏宝也会时不时来我家待几天，不然就是我们三个一起在岛内玩到三更半夜然后住在小敏家哈哈哈哈。
还记得我们三个出于好奇 第一次去酒吧，那个酒跟假酒似的笑死我了！我们玩到地铁公交都停运了，打车太贵，于是三个人一身酒味坐在小敏家小区楼下聊天，吹风吹了好久，以为酒味散的差不多了然后装作若无其事回去，结果还是被小敏的妈妈发现了哈哈哈哈，我们真的以为自己演的很好，笑死了www
那会子一和建陇也在，平时也会约出来一起写作业，当时热衷于搞读书局，说得好听是读书，但总感觉没读多久更像是借着读书的幌子出去聚餐哈哈哈哈，真的很开心，特别喜欢跟大家一起玩，也跟着大家吃了很多好吃的ww
后来大二，我们去翔安校区了，第一次体验线下的大学生活，哇酷哇酷！开学第一天真的大型网友面基哈哈哈哈！大家原本都是网上交流，突然都聚到一起了，当时也有好多人在翔安脱了单哈哈哈。
翔安校区虽然偏但是真的很皇家，，德旺图书馆永远是我的家，当时可以一整天从早待到闭馆，中午和傍晚骑车去芙蓉或者丰庭的食堂吃饭，厦大的饭可好吃了（可能是我吃啥都觉得好吃吧），最喜欢去芙蓉的三楼吃饭了，好多档口wwww!!二楼还有瑞幸和益禾堂，一楼有古茗[苦涩] 啊，还有楼下超市的水果捞啊啊啊啊啊啊我永远的外敷，超级喜欢，从此吃的水果捞没有一家比得上[泪] 还有东门的夜市，好多好吃的！肉松小贝，烤冷面，烧烤，麻辣烫……（写的我饿了）真的都好喜欢呜呜呜呜，好久没去了，暑假说回国要去看看结果没去，下次一定QAQ
还有我们博学六605，我的美丽外敷们，跟大家住在一起真的好开心ww然后小彤就在隔壁，小敏就在楼下嘿嘿！当时大家还经常大晚上一起去吃海底捞学生优惠！吃到凌晨一点回宿舍，保安喊我们登记，看了登记表上写的晚归原因都是做实验，我们打趣到我们也做实验，去海底捞研究新品（笑得）
在翔安的第一个学期真的是我人生中目前为止最快乐的时候，也是每一个厦马人心中不可撼动的白月光。是现在想起来也能感受到当时的快乐和幸福，虽然大二学业也挺累的，但是每天都很充实，玩和学不冲突，虽然很累但是过得非常开心，好像也没有什么很大的烦恼。
现在想起之前的这些时光都会觉得内心暖暖，遇见你们真好啊，能来这所学校也真好，或许这些记忆会永远保存在我脑海里，时不时回想起来也能成为我坚持下去的动力[抱一抱]
想了想我的白月光应该是疫情期间来不了马来西亚于是在厦门独居的那两年（大一大二），真的不要太爽。
大一的时候跟敏宝几乎把厦门玩遍了，也多亏了敏敏子我才能那么快从当时的痛苦中恢复，她真的是我的天使[悲伤]
大一下小彤还从湖南跑来厦门跟我一起住了一个多月，特别特别幸福，平时就一起在家上上网课，一起做饭一起看视频一起散步一起逛街，特别幸福嘿嘿[春游家族]
周末就出门找小敏 三个人一起到处玩，敏宝也会时不时来我家待几天，不然就是我们三个一起在岛内玩到三更半夜然后住在小敏家哈哈哈哈。
还记得我们三个出于好奇 第一次去酒吧，那个酒跟假酒似的笑死我了！我们玩到地铁公交都停运了，打车太贵，于是三个人一身酒味坐在小敏家小区楼下聊天，吹风吹了好久，以为酒味散的差不多了然后装作若无其事回去，结果还是被小敏的妈妈发现了哈哈哈哈，我们真的以为自己演的很好，笑死了www
那会子一和建陇也在，平时也会约出来一起写作业，当时热衷于搞读书局，说得好听是读书，但总感觉没读多久更像是借着读书的幌子出去聚餐哈哈哈哈，真的很开心，特别喜欢跟大家一起玩，也跟着大家吃了很多好吃的ww
后来大二，我们去翔安校区了，第一次体验线下的大学生活，哇酷哇酷！开学第一天真的大型网友面基哈哈哈哈！大家原本都是网上交流，突然都聚到一起了，当时也有好多人在翔安脱了单哈哈哈。
翔安校区虽然偏但是真的很皇家，，德旺图书馆永远是我的家，当时可以一整天从早待到闭馆，中午和傍晚骑车去芙蓉或者丰庭的食堂吃饭，厦大的饭可好吃了（可能是我吃啥都觉得好吃吧），最喜欢去芙蓉的三楼吃饭了，好多档口wwww!!二楼还有瑞幸和益禾堂，一楼有古茗[苦涩] 啊，还有楼下超市的水果捞啊啊啊啊啊啊我永远的外敷，超级喜欢，从此吃的水果捞没有一家比得上[泪] 还有东门的夜市，好多好吃的！肉松小贝，烤冷面，烧烤，麻辣烫……（写的我饿了）真的都好喜欢呜呜呜呜，好久没去了，暑假说回国要去看看结果没去，下次一定QAQ
还有我们博学六605，我的美丽外敷们，跟大家住在一起真的好开心ww然后小彤就在隔壁，小敏就在楼下嘿嘿！当时大家还经常大晚上一起去吃海底捞学生优惠！吃到凌晨一点回宿舍，保安喊我们登记，看了登记表上写的晚归原因都是做实验，我们打趣到我们也做实验，去海底捞研究新品（笑得）
在翔安的第一个学期真的是我人生中目前为止最快乐的时候，也是每一个厦马人心中不可撼动的白月光。是现在想起来也能感受到当时的快乐和幸福，虽然大二学业也挺累的，但是每天都很充实，玩和学不冲突，虽然很累但是过得非常开心，好像也没有什么很大的烦恼。
现在想起之前的这些时光都会觉得内心暖暖，遇见你们真好啊，能来这所学校也真好，或许这些记忆会永远保存在我脑海里，时不时回想起来也能成为我坚持下去的动力[抱一抱]
【厦大科研团队揭示锂硫电池电荷储存聚集反应新机制——打开锂硫电池“黑匣子”】
近日，厦门大学廖洪钢教授、孙世刚院士团队与北京化工大学陈建峰院士以及美国阿贡国家实验室徐桂良、Khalil Amine研究员团队合作在国际顶级期刊《自然》上发表了最新研究成果。该研究成果基于自主研发建立的高时空分辨电化学原位液相透射电子显微系统，首次提示了锂硫电池电荷储存聚集反应新机制，这一发现或将以全新的角度推动锂硫电池发展。
在碳达峰、碳中和目标的推动下，发展具有高能量密度和储能效率的二次电池体系是当前科学界的研究热点。在原子/分子层次揭示电极和电解质界面的化学反应对于电池设计至关重要。
锂硫电池具有极高的能量密度和更低的成本，但受限于传统原位表征工具时空分辨率的局限与锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等挑战，缺少原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解。这一反应过程，就像一个神秘的“黑匣子”。
为打开“黑匣子”，厦大团队建立了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。
在研究中，团队发现在锂硫电池中存在着独特的界面反应机制。这项研究成果有望从全新角度推进锂硫电池电极材料和体系的设计与研发，促进高比能、高功率、快充锂硫电池的发展。
事实上，早在2016年，研究团队就在具备高时空分辨能力的原位电子显微镜下，偶然观测到固液界面的离子分子在表面的吸附与传统理论模型预测的不同，其动态结构及转化过程并非单个分子而是一群分子的集体性行为。
这一新发现在当时的学术会议上引起了激烈的讨论。很多人认为这只是在特殊的环境中观测到的一个偶然性假象，而非真实的结构存在。但研究团队并未被这些质疑声所动摇。多年来，研究团队一边沿着既定方向从事更高阶、更深入的研究，一边开发相关仪器设备，应用全新的方法，建立了一套完整的表征方法。
“所谓运气，恰恰是机会撞上了努力。”论文的第一作者、厦门大学化学化工学院博士研究生周诗远介绍，团队一开始的研究目的是探索下一代最具应用潜力的电池体系，希望通过研究其当前所面临的关键性科学问题，澄清其科学本质与科学过程。电荷储存聚集反应新机制的发现，来源于团队成员在一次谈论中随口一句“我们所观测到的聚集体的本质到底是什么”，启发了研究团队后续长期不断地向内探索与深挖。
“任何极具创新性的研究，在早期都是很难被理解的。”谈及课题开展中遇到的困难，廖洪钢如是说。由于原位电镜的研究属于一个十分前沿的领域，最初国际上从事相关研究的团队不超过10个，团队在研究该体系时可以参考的直接文献、研究方案和实验细节寥寥无几，大部分的实验条件都需要自己去摸索。尤其是如何在排除透射电镜引入实际体系影响的前提下实现高时间和空间分辨率，对团队而言是一个巨大的难题。因此，在前期，研究的进展并不顺利。
“很庆幸，我们团队坚持了下来。”廖洪钢表示，对于团队来说，当前的研究成果仅仅是初步探索出电池界面反应的新机制，如何深入认识其本质和开发其应用，依然任重而道远。
《中国教育报》2023年10月23日第6版 版名：高教周刊·科技
作者：通讯员 冯诗佳 欧阳桂莲
近日，厦门大学廖洪钢教授、孙世刚院士团队与北京化工大学陈建峰院士以及美国阿贡国家实验室徐桂良、Khalil Amine研究员团队合作在国际顶级期刊《自然》上发表了最新研究成果。该研究成果基于自主研发建立的高时空分辨电化学原位液相透射电子显微系统，首次提示了锂硫电池电荷储存聚集反应新机制，这一发现或将以全新的角度推动锂硫电池发展。
在碳达峰、碳中和目标的推动下，发展具有高能量密度和储能效率的二次电池体系是当前科学界的研究热点。在原子/分子层次揭示电极和电解质界面的化学反应对于电池设计至关重要。
锂硫电池具有极高的能量密度和更低的成本，但受限于传统原位表征工具时空分辨率的局限与锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等挑战，缺少原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解。这一反应过程，就像一个神秘的“黑匣子”。
为打开“黑匣子”，厦大团队建立了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。
在研究中，团队发现在锂硫电池中存在着独特的界面反应机制。这项研究成果有望从全新角度推进锂硫电池电极材料和体系的设计与研发，促进高比能、高功率、快充锂硫电池的发展。
事实上，早在2016年，研究团队就在具备高时空分辨能力的原位电子显微镜下，偶然观测到固液界面的离子分子在表面的吸附与传统理论模型预测的不同，其动态结构及转化过程并非单个分子而是一群分子的集体性行为。
这一新发现在当时的学术会议上引起了激烈的讨论。很多人认为这只是在特殊的环境中观测到的一个偶然性假象，而非真实的结构存在。但研究团队并未被这些质疑声所动摇。多年来，研究团队一边沿着既定方向从事更高阶、更深入的研究，一边开发相关仪器设备，应用全新的方法，建立了一套完整的表征方法。
“所谓运气，恰恰是机会撞上了努力。”论文的第一作者、厦门大学化学化工学院博士研究生周诗远介绍，团队一开始的研究目的是探索下一代最具应用潜力的电池体系，希望通过研究其当前所面临的关键性科学问题，澄清其科学本质与科学过程。电荷储存聚集反应新机制的发现，来源于团队成员在一次谈论中随口一句“我们所观测到的聚集体的本质到底是什么”，启发了研究团队后续长期不断地向内探索与深挖。
“任何极具创新性的研究，在早期都是很难被理解的。”谈及课题开展中遇到的困难，廖洪钢如是说。由于原位电镜的研究属于一个十分前沿的领域，最初国际上从事相关研究的团队不超过10个，团队在研究该体系时可以参考的直接文献、研究方案和实验细节寥寥无几，大部分的实验条件都需要自己去摸索。尤其是如何在排除透射电镜引入实际体系影响的前提下实现高时间和空间分辨率，对团队而言是一个巨大的难题。因此，在前期，研究的进展并不顺利。
“很庆幸，我们团队坚持了下来。”廖洪钢表示，对于团队来说，当前的研究成果仅仅是初步探索出电池界面反应的新机制，如何深入认识其本质和开发其应用，依然任重而道远。
《中国教育报》2023年10月23日第6版 版名：高教周刊·科技
作者：通讯员 冯诗佳 欧阳桂莲
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