Linda F. Nazar最新Angew.:通过卤化物取代提高锂超离子的扩散率和电导率

Yolerz

2019-05-02

滑铁卢大学Linda F. Nazar课题组报道了在argyrodite Li₆PS₅Cl系列中发现了一种新的富含卤化物的固溶体相Li_6-xPS_5-xCl_1+x，并结合EIS、中子衍射、⁷Li MAS NMR和PFG NMR揭示了增加Cl^-/S^2-的比值对晶格中锂离子扩散系数有显著的影响作用。固溶体状态极限的相Li_5.5PS_4.5Cl_1.5在298K时的Li+电导率最高，为9.4±0.1 mS cm^-1，比相同条件下制备的Li₆PS₅Cl高约4倍，且低活化能（Ea）为0.29 eV，对其烧结会得到更高的电导率12±0.2 mS cm^-1。⁷Li PFG NMR和MAS NMR研究揭示了潜在的化学反应。由于二价S^2-被一价Cl^-取代，引起了Li⁺阳离子与周围阴离子骨架之间的相互作用减弱，同时能够增加位点紊乱程度和更高的锂空位数。

Parvin Adeli, J. David Bazak, Kern Ho Park, Ivan Kochetkov, Ashfia Huq, Gillian R. Goward, Linda F. Nazar, Boosting solid-state diffusivity and conductivity in lithium superionic argyrodites by halide substitution, Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201814222

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201814222