过渡金属的氧化还原反应是锂离子电池(LIBs)电荷转移的关键因素。近日,亥姆霍兹研究所Maximilian Fichtner、Guruprakash Karkera研究了一种结构可恢复的氯离子导电固体电解质(SE),CsSn0.9In0.067Cl3,在25°C下具有3.45×10−4 S cm−1的高离子电导率。
本文要点:
1) 阻抗谱、密度泛函理论、固态35Cl NMR和电子顺磁共振研究共同表明,高Cl离子迁移率源于结构构建块Sn/InCl6八面体的灵活性。空位主导的Cl−离子扩散包括配位的Sn/In(Cl)位点位移,而这些位移取决于精确的化学计量,并伴随着局部磁矩的变化。通过设计具有不同阳极和阴极的全固态电池,作者证明了CsSn0.9In0.067Cl3作为电解质的适用性。
2) 通过与Li、Li–In、Mg和Ca阳极的界面对比研究,作者揭示了不同水平的反应性和界面形成。CsSn0.9In0.067Cl3在环境空气中表现出优异的耐湿性,且在不影响离子导电性的情况下保持高的结构完整性,这与商业卤化物基锂导体形成了鲜明对比。
Guruprakash Karkera et.al A Structurally Flexible Halide Solid Electrolyte with High Ionic Conductivity and Air Processability Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300982
https://doi.org/10.1002/aenm.202300982