固体電解質におけるリチウムイオンサイト無秩序駆動超イオン伝導βLi_3PS_4の第一原理研究【Powered by NICT】

Phani Dathar Gopi Krishna; Balachandran Janakiraman; Kent Paul R. C.; Rondinone Adam J.; Ganesh P.

文献

J-GLOBAL ID：201702216249441251 整理番号：17A0325629

固体電解質におけるリチウムイオンサイト無秩序駆動超イオン伝導βLi_3PS_4の第一原理研究【Powered by NICT】

Li-ion site disorder driven superionic conductivity in solid electrolytes: a first-principles investigation of β-Li₃PS₄

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資料名：
巻： 5 号： 3 ページ： 1153-1159 発行年： 2017年
JST資料番号： W0204B ISSN： 2050-7488 CODEN： JMCAET 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

全固体電池の魅力的な安全性と長期安定性は,リチウム電池用の固体電解質の発見と開発に新しい刺激を加えた。最近いくつかの超イオンリチウム伝導性固体電解質が発見されている。全て超イオンリチウム含有化合物(βLi_3PS_4とLi_10GeP_2S_12と酸化物,主にガーネット相)は部分的に占有されたサイトを有している。これは自然固体のこれらのファミリーのイオン伝導率の最適化における部分的サイト占有率(またはサイト無秩序)の役割を理解するという疑問を提起している。ホスト格子の与えられたトポロジーに対する,類似したLiイオン吸着エネルギー,部分的サイト占有率を与える,サイトの数を最大化するシステムの配置エントロピーを増加させ,伝導率を最適化するための自然な方法であることを見出した。Liイオン吸着サイトの与えられたトポロジーと密度について,可動Liイオンの数は可動空孔,最大配置エントロピーを達成するための非常に条件の数に等しいとき,イオン伝導率は最大であった。βLi_3PS_4の高イオン伝導率のLiイオンサイト不規則性と局所化学環境の役割を明らかにすることにより,この原理の適用性を示した。添加では,βLi_3PS_4に対しては顕著な密度Liイオン副格子(~25%)中の空格子点は(~600 K)で副格子融解そうでなければ固体アニオンホスト中のLiイオンのための溶融型へとなることを見出した。これは実験的に測定したものと類似していることをリチウムサイト占有率を与えた。は,この障害消光は低温での伝導率を向上させることができることを示した。結果として,(a)は携帯電話会社すなわち移動Liイオンと空格子点の両方を最大化する数を最大化する化学/組成を選択することにより,与えられたトポロジーのイオン伝導率を最適化することができる,(b)空孔の濃度は,Liイオン副格子における顕著になるとき,固体のバルク分解温度よりもかなり低い温度で溶融していくのにエネルギー的になるだけでなく,エントロピー的に有利であることを発見した。この原理は,いくつかの既知の超イオン導電性固体に適用既に可能性がある。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

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二次電池 , 金属酸化物及び金属カルコゲン化物の結晶構造 , 固体中の拡散一般

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