AM：非谐正负离子耦合动力学辅助锂离子在硫化物固体电解质中的扩散

NavyLIu

2022-10-21

基于硫化物的锂超离子导体通常显示出比其他类型的电解质材料更高的锂离子电导率。近日，哈佛大学Li Xin通过非谐波耦合辅助锂离子扩散的视角揭示了这类材料中独特的锂离子导电行为。

本文要点：

1) Li跳跃行为可以与各种类型的晶格动力学同时发生，而只有统计上重要的运动同步才能表明耦合。在这里，作者发展的方法能够直接评估这些运动之间的耦合强度，从根本上决定了特定类型的晶格运动是否真的与Li跳跃行为非谐耦合，以及耦合是否能促进Li扩散。

2) 通过比较0K下的非简谐声子耦合计算与室温下Li离子电导率和振动态密度的从头算分子动力学计算，与典型的卤化物电解质相比，该研究揭示了原型硫化物电解质中的一个独特现象，即Li离子传导可以通过低频Li声子模式与高频阴离子拉伸或弯曲声子模式的非谐耦合而不是低频旋转模式来增强。耦合将Li离子推向扩散通道，以减少扩散势垒。

参考文献：

Xu, Z., Chen, X., Zhu, H. and Li, X. (2022), Anharmonic Cation-Anion Coupling Dynamics Assisted Lithium-Ion Diffusion in Sulfide Solid Electrolytes. Adv. Mater.. 2207411.

DOI: 10.1002/adma.202207411

https://doi.org/10.1002/adma.202207411