封面文章

氟磺酸钠低阻抗电解液添加剂改善钠离子电池低温与快充性能

艾关杰，郑亚敏，刘传邦，张姣，谢飞，容晓晖，陆雅翔，王雪锋，毛冲，黄秋洁，杨乐文，毛慧灿，陈立泉，胡勇胜

物理学报, 2026, 75(15):150804

doi: 10.7498/aps.75.20260422

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钠离子电池(NIBs)是一种极具前景的储能技术，但其低温充电和快充循环性能的不足，限制了其在更广泛应用场景中的普及。本研究合成了氟磺酸钠(NaFSO₃)作为电解液添加剂，用于改善电极/电解液界面阻抗、提升NIBs低温和快充性能。研究结果表明，NaFSO₃在碳酸酯溶剂中具有良好的溶解性，但解离度较低，其阴离子与Na⁺存在较强的相互作用，可参与电极表面的钝化反应，形成富含无机成分、薄而均匀且机械强度高的界面膜。该钝化膜能够显著降低电池正、负极的初始界面阻抗，并有效抑制循环过程中电解液的分解与界面阻抗的增长。因此，层状氧化物//硬碳(HC)体系NIBs的循环性能与存储性能得到显著改善，同时电池的低温循环与快充循环性能也得到大幅提升。与含典型低阻抗添加剂DTD的电解液相比，NaFSO₃在低温充电和快充循环方面表现出更优的改善效果。商用32140圆柱电池在室温2 C快充循环2222次后容量保持率仍可达92%，并可实现–20 ℃，0.1 C条件下的稳定充电循环。本研究为改善NIBs的低温充电和快充循环性能提供了一种有效方法，对推动NIBs的广泛应用具有重要意义。

特邀综述

中国固态离子学研究历程及展望

陈立泉，黄学杰，王兆翔，胡勇胜，李泓

物理学报, 2026, 75(15):150710

doi: 10.7498/aps.75.20260746

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固态离子学是研究固体中离子的输运、存储与反应规律的核心学科，为现代锂离子电池、固态电池及燃料电池等技术发展提供了核心支撑，更承载着材料、物理与化学交叉创新的重要使命。固态离子学主要研究固态电解质材料、离子/电子混合导体材料以及各类离子器件等。中国科学院物理研究所团队自1978年在我国率先开展锂电池相关基础研究与技术攻关，开创了我国固态离子学研究新领域，组织召开国内第1届快离子导体学术会议，推动成立中国硅酸盐学会固态离子学分会，凝聚起国内最早一批固态离子学研究群体。物理所团队在固态离子学基础理论、锂电池关键材料、固态电池、钠离子电池等下一代电池技术领域取得多项创新成果。本文重点介绍了物理所团队在固态离子学基础科学及推动电池技术发展方面的研究实践。

图1 固态电解质材料研究列举   (a) Ag₂Tl₆I₁₀单晶的离子电导率和电子电导率^[1]；(b) Li₄GeO₄-Zn₂GeO₄赝二元系相图^[3]；(c) PECH-LiClO₄和PECH-PEO-LiClO₄电导率与温度的关系^[4]

特邀综述

超快电子显微学表征技术概述

刘芳，邓颖，刘竞超，陈乐楠，纪少政，刘传普，陈祥，付学文

物理学报, 2026, 75(15):150701

doi: 10.7498/aps.75.20260292

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超快电子显微学表征技术是融合超快激光与电子显微学的新型表征分析手段，包含超快透射电子显微镜、超快扫描电子显微镜及超快阴极荧光等技术，可在飞秒时间尺度与原子晶格/纳米空间尺度上追踪非平衡动态过程，为光与物质相互作用微观机制的研究提供了全新手段。该技术基于光子泵浦-电子探测原理，通过精准调控激光与电子脉冲的时间延迟，实现对载流子弛豫、晶格振动、结构相变和磁畴演化等超快动力学过程的直接追踪。目前，该技术已成功应用于二维材料、半导体器件、催化材料、磁性材料、生物大分子等体系的研究，深化了对材料非平衡态现象的理解，为新型功能材料与器件设计优化提供了重要支撑。随着电子源与探测系统的改进，其时空分辨率持续提升，在原子尺度超快过程研究中展现出巨大潜力，将推动凝聚态物理、材料科学、信息科学等领域的突破性发展。

编辑推荐

超冷铒原子样品快速制备

马佳伟，段玉青，刘雅琼，邓书金，王杰，武海斌

物理学报, 2026, 75(15):150301

doi: 10.7498/aps.75.20260317

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利用全光冷却实现了超冷铒原子样品的快速高效制备。利用多级的冷却过程去实现大数目低温的超冷铒原子。首先通过横向冷却技术、塞曼减速器和大线宽的401 nm预冷却光将热原子束进行有效减速后高效装载至由583 nm激光组成的窄线宽磁光阱中。然后进行压缩阶段，得到温度为5.4(0.5) μK、数量为100(2)×10⁶的冷原子云。接着冷原子云被转移到由更窄线宽的841 nm激光组成的窄线宽磁光阱中进行冷却，得到温度为900(20) nK、数量为7.4(0.5)×10⁶的超冷原子样品。基于所发展的实验技术，在亚秒内即可快速高效地制备大数量超冷铒原子样品，为快速蒸发冷却提供了高效的冷却平台，大幅缩短实验周期。此外还具有无需经过传统的蒸发冷却而将冷原子云直接装载至光晶格中的潜力，为研究超冷偶极相互作用的多体物理及精密测量提供了关键基础。本研究为稀土类原子的冷却提供了可行的参考方案，对类似能级结构的原子体系具有借鉴意义。

图1 (a)实验中使用的能级跃迁图。主要包括401，583以及841 nm；(b)实验装置图。热原子经过401 nm横向冷却和塞曼减速后被401 nm预冷却光进一步冷却并被583 nm窄线宽磁光阱俘获，最终经过841 nm窄线宽磁光阱冷却到更低温度

编辑推荐

周期调制下原子磁力计的非线性动力学

周宇豪，俞振华

物理学报, 2026, 75(15):150302

doi: 10.7498/aps.75.20260039

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原子磁力计可以通过避免自旋交换弛豫(SERF)实现磁场测量的高灵敏度，也可利用多种原子作为工作介质达到良好的长期零偏稳定性；其自旋系统本质为非线性动力学系统。本文研究了在纵向偏置磁场上施加周期性调制时，原子磁力计中涌现的非线性动力学行为。通过数值求解Bloch方程，结合快速傅里叶变换、庞加莱截面与李雅普诺夫指数分析，系统扫描了调制幅度与频率参数空间，绘制了动力学相图。研究表明：在周期驱动下，系统呈现准周期、混沌与极限环三种稳态。其中，准周期态表现为频谱中多个不可公约频率共存；混沌态则伴随正李雅普诺夫指数与连续宽带频谱；而极限环则是出现了闭合的周期轨道。本文研究结果丰富了对周期调制下原子磁力计非线性动力学的认识。

编辑推荐

气相沉积玻璃热稳定性提升的液体脆度强依赖性——跨玻璃体系的普适规律

杨群，蔡玉林，黄鸿锐，彭灿，许银生，于海滨，余鹏

物理学报, 2026, 75(15):150803

doi: 10.7498/aps.75.20260453

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提高玻璃的热稳定性对拓展其应用至关重要。物理气相沉积法因能有效提升玻璃热稳定性而备受关注，已被用于多种玻璃类型的超稳定玻璃制备。然而，“具有何种特征的玻璃在气相沉积中能够实现热稳定性的更大幅度提升”这一问题，目前仍未得到明确解答。尽管已有研究指出分子玻璃体系中液体脆度与热稳定性提升存在弱关联，但该关联能否进一步强化、是否具备跨体系普适性，仍有待验证。本研究以液体脆度极低的As₂S₃玻璃为对象，探究热蒸发法制备的As₂S₃玻璃薄膜的热稳定性特征，同时通过统计分析，研究液体脆度在不同玻璃体系中对热稳定性提升的影响规律。结果表明：气相沉积As₂S₃玻璃的玻璃转变温度较液冷普通玻璃仅提升5.5 K，焓值升高约4 J/g；同时发现，不同玻璃体系中动力学稳定性提升幅度与液体脆度存在强关联，且该关联对玻璃类型存在显著的敏感性差异。该结果不仅为超稳定玻璃的快速表面动力学形成机制提供有力支撑，也为玻璃材料的定向设计与性能优化提供重要指导。

《物理学报》2026年第15期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/15

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