探索沸石作为碱金属电池高性能电极保护层
材料科学
2025-02-14 v1
摘要
电极-电解质界面在碱金属电池中起着关键作用，需要具备优异的电化学稳定性、出色的电绝缘性和高离子电导率。本研究提出使用沸石作为界面保护层，因为它们天然具有与碱金属和高压正极的高稳定性，以及极宽的带隙以最小化电子传输。为了进一步在沸石多样的结构中找出具有快速离子扩散率的沸石，我们设计了一种通用方法来探索任意结构中的扩散动力学。通过第一性原理计算，我们分别识别了 Li+、Na+ 和 K+ 在二十二种、十七种和四种沸石中的扩散网络。最终，我们预测了五种、七种和三种沸石分别适合作为锂金属、钠金属和钾金属电池的界面保护层，每种沸石的扩散势垒均低于 0.3 eV。这项研究自动化了复杂材料中扩散动力学的探索，并强调了沸石作为碱金属电池界面保护层的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2502.09013,
title = {Exploration of Zeolites as High-Performance Electrode Protective Layers for Alkali-Metal Batteries},
author = {Lina Wang and Guangfu Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09013},
year = {2025}
}