亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Unraveling the Foreign-Cation Effect in UCl₃-Type Halide Solid Electrolytes for Low-Temperature All-Solid-State Batteries

无定形固体 电解质 离子电导率 卤化物 材料科学 电池(电) 快离子导体 电导率 离子键合 化学工程 纳米晶 活化能 合理设计 相(物质) 离子 化学物理 纳米技术 无机化学 充电周期 储能 化学 热传导
作者
Pushun Lu,Zhimin Zhou,Shiyue Cao,Jiamin Fu,Weiping Li,Kaiyong Tuo,Suze Liang,Jian Hong,Jiuwei Lei,Jiaxu Zhang,Zi Wang,S L Zhang,Guantai Hu,Chao Wang,Tingting Liu,Suting Weng,Wei Xia,Xuefeng Wang,Xueliang Andy Sun,Changhong Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1038/s41467-026-70621-x
摘要

UCl₃-based halide solid electrolytes have garnered increasing interest for application in all-solid-state batteries, yet their structural characteristics, chemical composition, and ion transport mechanisms remain under debate. These uncertainties hamper their rational design and broader application. Taking PrCl3 as a model system, we present a comprehensive structural investigation and reveal that foreign cations (e.g., Ta5+, Zr4+ and In3+) preferentially reside in amorphous matrix rather than substituting for Pr³⁺ in crystalline PrCl₃, owing to substantial mismatches in both ionic radii and coordination numbers. Importantly, the dominant pathway for fast Li⁺ conduction lies within the amorphous phase, rather than the PrCl₃ nanocrystals or their interfacial regions. Guided by these insights, Li0.5Pr0.455Ta0.179Zr0.06Cl3 is rationally designed, realizing high ionic conductivity (3.10 mS cm⁻¹) and a low activation energy (0.236 eV). These improved ion-conducting properties enables battery with a capacity retention of 71.7% at 20 mA g-1 and –20 °C, and a prolonged cycle life of 1350 cycles at 100 or 200 mA g-1 and –10 °C. These results underscore the critical role of amorphous phase engineering in halide electrolytes and the potential of UCl₃-type systems for low-temperature all-solid-state batteries. UCl₃-type electrolytes show promise for all-solid-state batteries, yet their structure and Li⁺ transport remain debated. Here, authors reveal foreign cations reside in the amorphous phase, which serve as the dominant Li⁺ pathway yielding enhanced conductivity and low-temperature battery performance.
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
野性的苗条完成签到,获得积分10
29秒前
超帅的凡蕾完成签到,获得积分10
35秒前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
52秒前
58秒前
坚定向彤完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
百宝完成签到,获得积分10
1分钟前
英俊的谷蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
善良的寒珊完成签到,获得积分10
1分钟前
LXhong发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
整齐诺言完成签到,获得积分10
2分钟前
LXhong发布了新的文献求助10
2分钟前
跳跃的绿蓉完成签到,获得积分10
2分钟前
黑眼圈完成签到 ,获得积分0
2分钟前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
要减肥的菀完成签到,获得积分10
3分钟前
wwwww发布了新的文献求助10
3分钟前
flyinglin完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
威武的成协完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
美好的香薇完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
4分钟前
4分钟前
高兴夏之完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
天一晴完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8115196
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9521370
关于积分的说明 21533378
捐赠科研通 7693355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3413534
关于科研通互助平台的介绍 2539808
邀请新用户注册赠送积分活动 2453571