新型“反钙钛矿”或将取代易燃液体电解质 用于全固态金属离子电池

一种新的原子结构排列可能会促进固态电池的发展。目前，锂离子电池通常含有液体电解质。与使用固体电极和电解质的固态电池相比，它们不仅具有高能量密度，而且具有良好的安全性能。

据外媒报道，京都大学电池综合材料科学研究所的科学家设计了一种新型的“反钙钛矿”固体材料，有望取代目前锂离子电池中使用的易燃有机液体电解质。钙钛矿化合物具有优异的导电性和其他财产，并已在大量技术中进行了测试和应用。这种材料由大量原子式为ABX3的原子组成，其中a和B是带正电的原子，X是带负电的原子。最近，科学家们一直在尝试开发一种名为反钙钛矿的化合物。这种材料颠倒了上述原子公式，将两个带负电的“阴离子”和一个带正电的“阳离子”结合在一起，并且还具有许多有趣的财产，例如超导性。与大多数材料不同，它们在加热时会收缩。富锂和富钠反钙钛矿，如Li3OCl和Na3OCl，具有高离子电导率和碱金属浓度，有望取代锂离子电池中的液体电解质。研究负责人、iCeMS固态化学家Kageyama Hiroshi表示，“在固体材料中实现类锂离子导电性方面，这项研究一直具有挑战性。”Kageyam和他的团队合成了一系列新的富锂钠反向钙钛矿来克服这一问题。这种类型的反钙钛矿不包含“硬”氧和卤素阴离子，而是一种氢离子和“软”硫基团阴离子。通过广泛的理论和实验研究，科学家们发现，在这些抗钙钛矿中，柔软的阴离子晶格为锂和钠离子提供了理想的导电路径，并且可以通过使用化学替代品来增强这种性能。据推测，这些性能优势部分归因于氢化物，它们具有改变尺寸和扩大组合空间的能力。这有助于稳定化合物的结构。此外，其异常振动模式有助于提高离子电导率。Kageyama表示，“为了开发固态电解质并将其应用于高性能电动汽车的全固态金属离子电池，可以使用化学替代品继续进行实验，而且仍有很大的改进空间

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