7月2日，我院韩喜乐/郭团团队、与物理与光电工程学院（理工学院）、武汉大学合作团队在国际著名学术期刊Light: Science & Applications上发表了题为“Operando tracking of ion kinetics and state-of-charge via multiresonant fiber-optic grating sensors in sodium-ion batteries”的最新研究成果。韩喜乐老师、黎晋良副研究员、硕士研究生吴稳为论文共同第一作者，郭团研究员与麦文杰教授、武汉大学方永进教授为共同通讯作者。该工作由暨南大学、武汉大学、中国南方电网有限责任公司储能科研院及加拿大国家研究科学院合作完成。

   钠离子电池因其显著的成本效益和高能量密度成为大规模储能系统的重要技术路线。然而，要满足现代电网及智慧储能等实际场景下的安全与稳定需求，必须深刻解析电极-电解液界面处钠离子脱嵌的动态特征。传统表征电极附近离子迁移的方法局限于离线状态或严重依赖昂贵大型的实验室设备，难以满足真实电池工况下的原位在线监测需求。与此同时，高精度荷电状态（SoC）的精准估计始终是电池监测领域的瓶颈。传统电学测量方法在低和高SoC区域极易受到电化学非线性、温度波动及电池老化的干扰，从而引发累积误差。因此，开发一种能够深入解析电极界面纳米级离子动力学行为，并实现高精度SoC实时监测的创新传感技术，对推进钠电池的应用普及具有重大意义。

多谐振光纤光栅原位解码电池离子传输动力学示意图

   针对上述痛点，研究团队充分利用石英光纤在复杂电解液环境中的电化学稳定性，提出了一种可直接植入钠离子电池内部的紧凑型光纤电化学传感器。该传感器通过在光纤中加工微米级多谐振光栅（MFG）结构，利用其高阶衍射效应将传输光高效耦合至光纤包层，并激发出数十种对周围介质折射率极其敏感的窄带包层模共振峰。该传感方案首次解析了钠离子脱嵌的“中间态传输”阶段，为评估电池快充性能提供了新的传感方案。此外，在SoC估算方面，团队打破了传统电学测量的思维定式，建立了一种基于离子通量的光学实时积分计算SoC的定量方法，实现了高精度的电池SoC在线监测，为商业电池管理系统融合光子传感技术奠定了坚实的物理基础。

   原文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-026-02388-1