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2024-04-12 10:47:53

界面键合卤化物实现的超级导电卤化物框架

三元卤化物Li-M-X(M=Y、In、Zr等;X=F、Cl、Br)作为固态电解质(SSE)的理想材料,由于其与高压阴极的直接兼容性和良好的室温离子导电性,有望实现实用的固态电池。然而,大多数报道的超离子卤化物SSE都是[MC16]x−八面体的结构模式,并生成四面体辅助的Li+离子扩散路径。近日,来自英国韦仕敦大学的Xueliang Sun等人开发了一类新的沸石状卤化物骨架(如SmCl3),其一维通道被[SmCl9]6–三棱柱包围,以在两个八面体之间提供2.08 Å的短跳跃距离,用于Li+离子跳跃。文章要点:1) 通过从头计算分子动力学模拟验证了Li+沿通道的快速扩散,与沸石类似,SmCl3框架可以与卤化物物种接枝,以获得移动离子,而不改变基础结构,在30°C下以LiCl作为吸附剂,实现超过10–4 S·cm–1的离子电导率;2) 此外,研究还证明了界面结合行为和离子扩散在一类框架材料中的普遍性,揭示MCl3/卤化物复合物(M=La–Gd)的离子电导率可能与接枝卤化物物种的离子电导率、界面键合和骨架组成/尺寸相关,该研究发现了超离子导体的一类潜在卤化物结构,并为在卤化物基材料中构建类似沸石的框架开辟了新的路径。参考资料:Sun X.L., et al. Superionic Conducting Halide Frameworks Enabled by Interface-Bonded Halides. J. Am. Chem. Soc. (2022). DOI: 10.1021/jacs.2c09446https://doi.org/10.1021/jacs.2c09446