化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (2): 214-222.DOI: 10.6023/A25090312 上一篇 下一篇
研究论文
投稿日期:2025-09-15
发布日期:2025-11-21
基金资助:
Baoguo Zhaoa, Zhan Lia, Huifang Mab, Hao Rena,*(
)
Received:2025-09-15
Published:2025-11-21
Contact:
*E-mail: renh@upc.edu.cn
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钠硫电池作为极具潜力的储能装置, 其发展长期受能量转化过程中穿梭效应的制约. 工作状态的钠硫电池内部存在多个级联的氧化还原反应, 产物为多种溶于电解质溶液的钠硫化合物. 各类多硫化钠中间体在正负极间的扩散迁移是穿梭效应的主导因素. 目前关于穿梭效应的微观机制, 包括导致活性物质流失的具体化学物种及其氧化还原反应动力学机理仍不明确. 由于多硫化钠具有极快的反应动力学和高度动态的结构演化行为, 传统表征手段难以表征其瞬态过程. 本工作基于高精度量子化学从头计算, 研究了多种多硫化钠中间产物的共振拉曼和超快共振拉曼光谱. 结合了共振拉曼光谱在化学键尺度上的空间分辨能力和超快光谱在飞秒尺度上的时间分辨能力, 具备在钠硫电池工作过程中捕捉多硫化钠光谱特征的潜力. 计算结果表明, 不同多硫化钠中间体的共振拉曼信号同时具有激发波长选择性和电子振动耦合选择性, 其特征显著、易于区分. 本工作为多硫化钠中间体的高时空分辨、实时及原位表征提供了理论依据和参考, 为穿梭效应理论机制的研究提供借鉴.
赵宝国, 李展, 马慧芳, 任浩. 钠硫电池中多硫化钠中间产物超快共振拉曼特征信号的理论解析[J]. 化学学报, 2026, 84(2): 214-222.
Baoguo Zhao, Zhan Li, Huifang Ma, Hao Ren. Ultrafast Resonance Raman Characteristics of Sodium Polysulfides in Sodium-Sulfur Battery: An ab initio Assessment[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(2): 214-222.
| Na2Sn | 振动频率/cm−1 | 振动描述 |
|---|---|---|
| Na2S2 | 466 | S—S伸缩 |
| Na2S3 | 488 | 链端S伸缩 |
| Na2S4 | 459 | S2—S3伸缩 |
| Na2S4 | 501 | 链端S伸缩 |
| Na2S5 | 466 | S2—S3伸缩 |
| Na2S5 | 508 | 链端S伸缩 |
| Na2S6 | 403 | S3—S4伸缩 |
| Na2S6 | 480 | 硫链整体伸缩 |
| Na2S6 | 521 | 链端S伸缩 |
| Na2S8 | 425 | S3—S4伸缩 |
| Na2S8 | 473 | 硫链整体伸缩 |
| Na2S8 | 512 | 链端S伸缩(S1—S2) |
| Na2S8 | 520 | 链端S伸缩(S7—S8) |
| Na2Sn | 振动频率/cm−1 | 振动描述 |
|---|---|---|
| Na2S2 | 466 | S—S伸缩 |
| Na2S3 | 488 | 链端S伸缩 |
| Na2S4 | 459 | S2—S3伸缩 |
| Na2S4 | 501 | 链端S伸缩 |
| Na2S5 | 466 | S2—S3伸缩 |
| Na2S5 | 508 | 链端S伸缩 |
| Na2S6 | 403 | S3—S4伸缩 |
| Na2S6 | 480 | 硫链整体伸缩 |
| Na2S6 | 521 | 链端S伸缩 |
| Na2S8 | 425 | S3—S4伸缩 |
| Na2S8 | 473 | 硫链整体伸缩 |
| Na2S8 | 512 | 链端S伸缩(S1—S2) |
| Na2S8 | 520 | 链端S伸缩(S7—S8) |
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