近日，南方科技大学深港微电子学院助理教授林苑菁课题组在高稳定性电化学材料设计与器件性能衰退机理研究领域取得新进展，与合作者在学术期刊Nature Nanotechnology、Nature Communications、Energy & Environmental Science、Advanced Materials上发布四篇研究类论文。
电化学器件主要基于功能材料层之间的固-液、固-固界面的物质吸附、脱附及氧化还原反应，实现能源存储、分子级别生理检测及仿生功能等。因此，器件功能材料的微纳界面演化机制及组分优化对其电化学性能有重要影响。为此，课题组开展针对多功能微纳电化学器件的材料组分、界面结构调控策略的研究。
针对电化学器件的稳定性问题，例如在连续的氧化还原反应过程中常见的性能衰减问题，课题组与多个团队合作，从电化学储能器件入手，对纳米材料颗粒、反应界面的结构演化等进行细致的表征与深入分析，揭示了性能衰退机理。此外，研究发现富锂锰基氧化物在循环过程中，材料颗粒表面的从层状到尖晶石的相变，以及亚稳态结构为光催化反应及热重构提供的条件。基于此，创新性地提出利用光热辐射提高材料电化学稳定性的策略，为恢复电化学材料性能、减轻结构退化、构筑高性能电化学器件提供了新思路。
相关成果分别以“Revealing the degradation pathways of layered Li-rich oxide cathodes” 为题发表于《Nature Nanotechnology》，南方科技大学访问学生王海龙为共同第一作者，四川大学何欣教授、南方科技大学林苑菁助理教授、米兰理工大学李劼教授、浙江大学陆俊教授为共同通讯作者；以“Efficient direct repairing of lithium- and manganese-rich cathodes by concentrated solar radiation” 为题发表于《Nature Communications》, 南方科技大学访问学生王海龙为第一作者，四川大学何欣教授、南方科技大学林苑菁助理教授、浙江大学陆俊教授为共同通讯作者。研究工作得到深圳市基金支持。
