金屬鹵化物固態(tài)電解質(zhì)由于其高離子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口以及與氧化物陰極材料的良好相容性而受到廣泛關(guān)注。高離子導(dǎo)電性鹵化物電解質(zhì)的探索正在積極進(jìn)行。因此，理解組成和晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系可以是設(shè)計(jì)更好的鹵化物電解質(zhì)的關(guān)鍵指導(dǎo)。
西安大略大學(xué)孫學(xué)良和Jianwen Liang等通過提出一個建議的陽離子極化因子τ，繪制了現(xiàn)有的和潛在的超離子Li+導(dǎo)電鹵化物表面活性劑的結(jié)構(gòu)圖。
本文要點(diǎn)：
（1）
鹵化物表面活性劑的hcp-T、hcp-O和ccp-M結(jié)構(gòu)之間的主要區(qū)別是陽離子和陰離子亞晶格之間的極化。τ不僅可以成功地對實(shí)驗(yàn)觀察到的鹵化物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，而且可以預(yù)測未報(bào)道的鹵化物SSE組成的結(jié)構(gòu)。在τ的指導(dǎo)下，已經(jīng)鑒定并合成了10多種室溫離子電導(dǎo)率超過10-3S cm-1的鹵化鋰固體電解質(zhì)。此外，τ可以用來預(yù)測不同陽離子濃度和不同多價(jià)陽離子混合物的鹵化鋰表面活性劑的相變組成。設(shè)計(jì)良好的相變可以有效地調(diào)節(jié)鹵化物開關(guān)的Li+傳導(dǎo)行為。在大多數(shù)情況下，通過將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)從hcp調(diào)整為ccp，可以實(shí)現(xiàn)離子電導(dǎo)率的大幅提高。某些含四價(jià)陽離子的鹵化物電解質(zhì)的τ值不足主要是由于大的陽離子半徑差導(dǎo)致對稱性降低，從而影響結(jié)構(gòu)。
（2）
由于τ的簡單性和精確性，作者期望它的使用能加速鹵化鋰超離子導(dǎo)體的探索和設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
Li, X., Kim, J.T., Luo, J. et al. Structural regulation of halide superionic conductors for all-solid-state lithium batteries. Nat Commun 15, 53 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-43886-9
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43886-9
