陈立桅&胡炳文JACS：体界面传导的超离子导体

Nanoyu

2020-09-29

离子导电率在mS cm^-1数量级的超离子导体有望彻底改变固态电池（SSBs）的开发。然而，当前可用的超离子导体仅限于少数结构族，例如石榴石氧化物和基于硫化物的玻璃/陶瓷。复合体系中的界面，如碘化锂中的氧化铝，长期以来一直被认为是一种可行的离子传导通道，但目前尚未实现采用界面导电机制的实用超离子导体。

近日，上海交通大学陈立桅教授，华东师范大学胡炳文教授，中科院苏州纳米所Yanbin Shen报道了一种新的同时电旋/电喷涂方法，成功制备出具有非常丰富的连续界面的薄膜超离子导体。

文章要点

1）由于界面离子传导机制的主要贡献，超离子导体中的无机陶瓷相可以由离子绝缘材料如氧化锆或氧化铝制成。

2）由氧化锆和聚丙烯腈（PAN）组成的锂离子导体在25 ℃时的离子电导率为1.16 mS cm^-1，面电导率高达464 mS cm^-2。

3）新型的体相界面快离子导体（BISCs）使室温SSBs具有较小的极化和较长的循环寿命。此外，在Na⁺和Mg²⁺BISCs中也获得了较高的离子电导率。

这项工作为设计各种新的超级导体提供了机会，最终有望为SSBs的实际应用铺平道路。

Chenji Hu, et al, Superionic Conductors via Bulk Interfacial Conduction, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c07060

https://doi.org/10.1021/jacs.0c07060