Design principles for NASICON super-ionic conductors

快离子导体 离子电导率 离子键合 电导率 材料科学 导电体 电化学 电解质 离子 无机化学 化学 电极 物理化学 有机化学 复合材料
作者
Jingyang Wang,Tanjin He,Xiaochen Yang,Zijian Cai,Yan Wang,Valentina Lacivita,Haegyeom Kim,Bin Ouyang,Gerbrand Ceder
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 5210-5210 被引量:141
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40669-0
摘要

Abstract Na Super Ionic Conductor (NASICON) materials are an important class of solid-state electrolytes owing to their high ionic conductivity and superior chemical and electrochemical stability. In this paper, we combine first-principles calculations, experimental synthesis and testing, and natural language-driven text-mined historical data on NASICON ionic conductivity to achieve clear insights into how chemical composition influences the Na-ion conductivity. These insights, together with a high-throughput first-principles analysis of the compositional space over which NASICONs are expected to be stable, lead to the successful synthesis and electrochemical investigation of several new NASICONs solid-state conductors. Among these, a high ionic conductivity of 1.2 mS cm −1 could be achieved at 25 °C. We find that the ionic conductivity increases with average metal size up to a certain value and that the substitution of PO 4 polyanions by SiO 4 also enhances the ionic conductivity. While optimal ionic conductivity is found near a Na content of 3 per formula unit, the exact optimum depends on other compositional variables. Surprisingly, the Na content enhances the ionic conductivity mostly through its effect on the activation barrier, rather than through the carrier concentration. These deconvoluted design criteria may provide guidelines for the design of optimized NASICON conductors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
wenwen完成签到,获得积分10
2秒前
Super_跃完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
sygao完成签到,获得积分10
3秒前
小二郎应助Orange采纳,获得50
5秒前
5秒前
7秒前
Liu完成签到,获得积分10
8秒前
止咳宝完成签到,获得积分10
9秒前
weiwei发布了新的文献求助30
10秒前
zack6119发布了新的文献求助10
10秒前
上官若男应助迷路雁枫采纳,获得10
10秒前
aaaa应助光亮的友容采纳,获得20
10秒前
搞怪凌丝完成签到,获得积分10
11秒前
那时花开应助雯小瑾采纳,获得20
11秒前
李二狗完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
TAI发布了新的文献求助10
13秒前
ll完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
天天完成签到,获得积分10
14秒前
perfectzzz完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
诚心的幻柏完成签到,获得积分10
15秒前
小蘑菇应助肘子采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
zoe完成签到,获得积分10
16秒前
一米阳光发布了新的文献求助10
17秒前
bkagyin应助可靠冥幽采纳,获得10
17秒前
朴素如之完成签到,获得积分10
17秒前
酷波er应助诚心的幻柏采纳,获得10
18秒前
weiwei完成签到,获得积分10
19秒前
爱笑从灵发布了新的文献求助10
20秒前
TAI完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
lin完成签到 ,获得积分10
20秒前
YJDlXX完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7679902
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9244575
关于积分的说明 19930014
捐赠科研通 7250403
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3287440
关于科研通互助平台的介绍 2445254
邀请新用户注册赠送积分活动 2290756