该研讨团队发现在氧化物锂离子导体资料（用于固态锂电池）中，高价阳离子-氧配位多面体共极点衔接构成的结构骨架有利于锂离子的快速传导。依据这一结构特征，结合高通量挑选和分子动力学模仿，该团队猜测出了10种新式的快离子导体资料。论文的通讯作者为王琰，Gerbrand Ceder；（一起）榜首作者为KyuJung Jun，孙滢智。

　　跟着锂离子电池在便携电子设备、电动汽车等范畴的广泛使用，锂离子电池的安全性问题也受到了愈来愈遍及的重视。其间，有机液态电解液的走漏和易燃问题一直是锂离子电池的一个严重安全危险危险。运用无机固态电解质代替有机液态电解液可以从根本上处理这一问题、提高电池的安全功能，而开发无机固态电解质的要害便在于开掘新的快离子导体资料。

　　加州大学伯克利分校Gerbrand Ceder教授与三星美国研讨院王琰团队研讨之后发现在氧化物锂离子导体资料的晶体结构中，高价阳离子-氧配位多面体多以共极点（corner-sharing，简称CS）方式进行衔接。依据这一结构特征，该研讨团队对资料基因组数据库中8572种含锂氧化物进行了高通量挑选，并结合分子动力学模仿终究猜测了10种新式的快离子导体资料。一起，该研讨团队已成功组成出其间一种新式的快离子导体资料LiGa(SeO3)2。经过电化学阻抗谱（EIS）剖析，该资料在室温下的体相锂离子导率可以到达0.11 mS/cm，与猜测成果相符。

　　图2：高通量挑选具有高价阳离子-氧配位多面体共极点骨架结构的新式锂离子导体资料

　　该研讨团队进一步探讨了共极点骨架结构促进锂离子传输的机理。经过比照不同结构中锂离子配位多面体的接连对称测度（Continuous symmetry measure，简称CSM）散布，该团队发现共极点骨架结构中锂离子配位环境畸变程度更大。配位环境的畸变导致了锂离子稳定位点的能量升高，进一步导致了锂离子搬迁活化能的下降，提高了锂离子的搬迁活性。凭借Bain改变模型中四面体-/八面体-配位环境的改变，该团队对这一机理进行了模仿和验证。

　　此外，考虑到比较于其他类型比方共边（edge-sharing）、共面（face-sharing）结构的资料，共极点结构资料的原子堆叠得更为稀松，该研讨团队以为共极点结构中锂离子的搬迁位点与高价阳离子间隔较远，感受到的高价阳离子排挤效果更弱，这更有助于锂离子的快速搬迁。本篇作业进一步界说了弱排挤效果通道（reduced-repulsion channel，简称RR-channel），并剖析了这种通道在不同骨架结构中的散布。剖析依据成果得出共极点骨架结构中具有更多高维、连通的弱排挤效果通道，一起这些通道与锂离子的传输通道共同。

　　全体上讲，本篇作业最重要的含义在于提醒了氧化物锂离子导体的结构特色，这为新式锂离子导体资料的开发供给了较为清晰的方向，下降了寻觅新式固态电解质的门槛，从而有望加快固态电池的研制及使用。（来历：科学网）