Na11Sn2PS12中由空位调控的Na+超离子传导
材料科学
2017-12-14 v2
摘要
高导电性固体电解质是开发安全、高功率全固态电池的关键组件之一。锂固体电解质领域已取得巨大进展。同时，其离子电导率已可与商用 Li+ 离子电池中使用的液体电解质相媲美。然而，锂未来的可用性与价格是令人担忧的问题，因此 Na+ 离子导体近年来成为关注焦点。在此，我们提出仅由丰富元素组成的超离子导体 Na11Sn2PS12。该材料在室温下表现出接近 4 mS/cm 的 Na+ 离子电导率，这是迄今为止已知的硫化物基固体中的最高值。重要的是，这一四元化合物的化学计量比不同于其锂类似物，违背了近期的理论与实验工作。基于同步辐射 X 射线粉末衍射数据的结构测定证明了四方结构中存在加速 Na+ 离子传输的 Na+ 空位，这是一种在超离子导体中不典型的机制。结果表明，钠电解质即将媲美其锂对应物的性能。主要目标应用是清洁安全的储能，对于此应用，Na+ 离子电池较低的能量密度不是问题，但长期材料可用性与成本是重要前提。
引用
@article{arxiv.1709.04798,
title = {Vacancy-Controlled Na+ Superion Conduction in Na11Sn2PS12},
author = {Marc Duchardt and Uwe Ruschewitz and Stefanie Dehnen and Bernhard Roling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.04798},
year = {2017}
}
备注
The ion conduction mechanism that is discussed in the article was not verified, so we decided to withdraw the current version of the article. We will think about a replacement once we have gained information about it by means of theoretical studies