侴术雷AFM：先进表征技术为低成本普鲁士蓝正极商业化铺平道路

普鲁士蓝类似物（PBA）作为钠离子电池（SIBs）正极材料，由于其成本低、易于制备、开放框架和高理论容量而备受关注。然而，PBA正极仍无法实际应用，先进表征技术是指导其构建的重要工具。

在此，温州大学侴术雷教授等人总结和讨论了通过先进的表征技术来揭示 PBA正极反应机制的各种进展。作者首先介绍了PBAs的历史发展及其储钠的一般机制，目前普遍报道的储钠机理是PBA中过渡金属的氧化还原反应。

然后全面讨论了PBAs正极的优势和挑战。接着展示了PBA正极常用的原位（XRD、拉曼、XAS、FTIR）和非原位技术（XPS、PDF、穆斯堡尔谱）的研究进展。

此外，还提出了PBA产业化过程中需要考虑的一些方面，包括大规模制备技术、容量与稳定性的平衡、全电池组装及应用领域等。

图1. PBAs的历史发展

最后，作者为未来PBA正极研究的先进技术提供了展望：

（1）对于PBA中的多金属掺杂系统，中子衍射技术比XRD技术更强大；

（2）表面增强拉曼光谱（SERS）是未来PBA正极原位研究的一个有前途的选择，具有超高的时空分辨率；

（3）原位XANES可以提供有关价态和位点对称性的实时信息；

（4）开发应用原位FTIR来研究电池运行期间水对PBA影响的方法；

（5）需要开发更先进的原位XPS、穆斯堡尔谱并将其应用于PBA研究；

（6）分辨率更高的新兴技术，如固态核磁共振、球差校正透射电子显微镜（ACTEM）、冷冻电镜用于PBA正极材料的探索；

（7）开发先进的无损检测技术，如超声成像、原位内向外磁共振成像等。

图2. PBAs产业化过程中需要考虑的方面

Advanced Characterization Techniques Paving the Way for Commercialization of Low-Cost Prussian Blue Analog Cathodes, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202108616

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