孤立阴离子诱导的高离子电导率
材料科学
2024-06-06 v1
摘要
固态锂电池的关键材料之一是快离子导体。然而，无机晶体中Li离子的输运涉及复杂因素，使得寻找和设计具有低迁移势垒的离子导体成为一个谜题。在本工作中，发现了一种涉及孤立阴离子的独特结构特征，可以增强晶体中的高离子电导率。这是创建平滑能量势垒景观和构建锂离子迁移局部路径的有效方法。通过调整孤立阴离子的间距和排列，这些局部路径可以相互连接，从而实现高离子电导率。通过设计LiSiSe组成中Se阴离子的不同空间群和局域环境，结合从AIMD模拟获得的离子输运性质，我们定义了孤立阴离子，并发现具有更高点群对称性的局域环境促进了笼状局部输运通道的形成。此外，相邻孤立阴离子之间的适当距离可以在相邻笼状通道之间创建共面连接。而且，不同类型的孤立阴离子可用于控制晶格中笼状通道的分布。基于孤立阴离子的结构特征，我们从晶体结构数据库中发现了具有孤立N、Cl、I和S特征的化合物。这些结构中离子输运的确认验证了所提出的使用孤立阴离子作为快离子导体结构特征的设计方法，并导致发现了几种新的快离子导体材料。
引用
@article{arxiv.2406.02852,
title = {Isolated anions induced high ionic conductivity},
author = {Qifan Yang and Jing Xu and Yuqi Wang and Xiao Fu and Ruijuan Xiao and Hong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.02852},
year = {2024}
}