JACS：层错助力卤化物基快离子导体中的锂离子导电

Nanoyu

2022-03-25

在开发用于电动汽车和便携式电子应用的迫切需要的高能量高密度固态电池的过程中，卤化物固体电解质提供了一条极有效途径，具有与高电压氧化物电极的出色兼容性、可调的离子电导率和易于加工的特点。对于这一类化合物，合成方案强烈影响阳离子位置无序，并调节Li⁺的迁移率。

近日，新加坡国立大学Pieremanuele Canepa，加州大学圣巴巴拉分校Raphaële J. Clément揭示了Li₃YCl₆中存在高浓度的堆垛层错，并提出了一种通过选择温度下的合成和热处理来调节缺陷浓度来控制其Li⁺导电性的方法。

文章要点

1）利用变温同步X射线衍射、中子衍射、低温电子显微镜、固态核磁共振、密度泛函理论和电化学阻抗谱，研究人员确定了平面缺陷的性质以及非化学计量比在降低Li⁺迁移势垒和提高Li位连接性方面的作用。

2）研究人员利用顺磁弛豫增强效应实现了⁸⁹Y固体核磁共振，并直接对比了不同制备方法引起的Y阳离子中心无序，为其他研究含Y组分的研究人员提供了一个有力的工具。

3）通过在低至333 K（60 °C）的温度下进行热处理，降低了平面缺陷的浓度，展示了一种调节Li⁺电导率的简单方法。

研究工作有望推广到其他卤化物固体电解质，并提供了对这类锂离子导体中缺陷使能的锂离子传导的更清晰的解释。

参考文献

Elias Sebti, et al, Stacking Faults Assist Lithium-Ion Conduction in a Halide-Based Superionic Conductor, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c11335

https://doi.org/10.1021/jacs.1c11335