VCU研发锂超离子导体提升固态电解质导电性【亚博集团简介】

本文摘要:Li3SBF4晶体结构示意图据国外媒体报道,美国弗吉尼亚大学(VCU)的研究人员设计了一种新的锂超级导体,其锂离子电导率与有机液体电解质相当。

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Li3SBF4晶体结构示意图据国外媒体报道,美国弗吉尼亚大学(VCU)的研究人员设计了一种新的锂超级导体,其锂离子电导率与有机液体电解质相当。他们在《国家科学院院刊》(PNAS)上发表了一篇论文。

研究人员在论文中声称,基于团簇的锂离子超导体电导率极高,室温下在0.01S/cm到0.1S/cm之间,而活化能低于0.210eV,带隙为8.5eV,此外,其力学性能也很突出,且充满弹性,可以抑制锂枝晶的增殖。Li3SBF4材料的物理模型在锂离子电池中,带负极的锂离子流经电解液。

固体电解质可以提高安全性、能量值和能量密度。然而,锂离子可以在液体电解质中自由流动。

锂离子在固体电解质中的迁移性好,对电导率有很好的影响。为了提高固体电解质的电导率,研究人员制作了一个计算模型,可以去除单个负离子。

负离子簇会取代缺失的离子。前者是电子比质子少的原子团簇。VCU研究团队的方鸿芳教授构建了特定固体电解质变形(扭曲)的可视化,并由其他人进行了测试。电解质最初属于反钙钛矿结构的晶体家族,含有三个锂原子和一个氧原子所含的正离子,正离子与单个氯原子结合,因为后者是负离子。

在操作模型中,他们用负离子代替氯原子,负离子由一个硼原子和四个氟原子组成。Li3S(BF4)0.5Cl0.5晶体结构示意图根据其研究,锂超离子导体Li3SBF4和Li3S(BF4)0.5Cl0.5一般享有成为理想固体电解质的潜力。

Li3SBF4的能带隙为8.5eV,室温电导率为0.01S/cm,活化能为0.210eV,成型能相对较小,力学性能也比较理想。Li3S(BF4)0.5Cl0.5的室温电导率小于0.1S/cm,活化能为0.176eV.两位专家共同致力于在实验室测试计算模型,以探索锂离子电池应用的最终形式。

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