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孫學良院士Angew.：提高4個數量級！多陽離子混合氯SSEs來助力
來源： 時間：2023-11-06 09:53:06 瀏覽：2071次


第一作者：Xiaona Li、Yang Xu、Changtai Zhao

通訊作者：孫學良院士、梁劍文、梅濤

通訊單位：加拿大西安大略大學、有研(廣東)新材料技術研究院、湖北大學

DOI: 10.1002/ange.202306433.

研究背景




全固態鋰電池（ASSLBs）因其高安全性、高能量密度和在較寬的溫度范圍內的應用，引起了科學家們對無機固態電解質（SSEs）的研究興趣，而SSEs是ASSLBs的重要組成部分。作為一個突出的代表，硫化物基SSEs具有超高的室溫（RT）離子電導率（超過10-2 S cm-1），但硫化物基SSEs仍面臨著電化學穩定性窗口較窄、對氧化物正極材料的界面穩定性較差等嚴重問題。基于此，加拿大西安大略大學孫學良院士等人報道了以LaCl3和CeCl3晶格（UCl3型結構）為主體，結合多陽離子混合策略，研發了一系列UCl3型SSEs，其室溫離子電導率超過10-3 S cm-1，并與高壓氧化物正極具有良好的兼容性。

文章要點




1、作者采用多陽離子混合策略，設計了一系列超離子氯化硅，并利用機械化學技術合成。對比普通的LiCl-LaCl3（UCl3型）SSEs，這些多陽離子混合氯離子SSEs的室溫Li+電導率可以顯著提高4個數量級。多金屬陽離子誘導的大尺寸六方一維通道和高度無序的非晶相觸發了Li+、Na+、K+、Cu+和Ag+的快速多離子電導。UCl3型SSEs能夠實現一個穩定的原型ASSLBs，能夠超過3000次循環和在-30 °C下的高可逆性。
2、本文強調，在陽離子位點內構建更多的無序構型是促進Li+快速遷移的重要策略。更重要的是，這些多陽離子混合氯離子SSEs是第一個有望超過10-3 S cm-1的多陽離子電導骨架（Li+，Cu+，Cu+，Ag+）。本研究進一步豐富了UCl3型SSEs的家族，對全新的多陽離子混合氯化物的進一步探索，有可能促進適合高能量密度ASSLBs的先進鹵化物SSEs的發展。

圖文展示





 
圖1.[MX9] 6-、UCl3等結構示意圖

圖2.UCl3型氯化物SSEs的表征
 
圖3.多種UCl3型SSEs的拉曼和HR-TEM表征
 
圖4.多種UCl3型SSEs的表征
 
圖5.多種UCl3型SSEs的性能
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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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