北京科技大学唐明学团队PNAS：Na/Li双离子导体Na5YSi4O12的局部结构与迁移动力学

主要观点总结

北京科技大学唐明学课题组利用固体核磁共振技术鉴定了固体电解质Na5YSi4O12 (NYSO)中的钠离子局部结构和迁移路径。该研究中，NYSO表现出良好的热稳定性和机械强度，避免了传统电池的安全问题。六种Na+离子的配位和离子迁移路径被确定，掌握了Na+离子的工作机理。此外，NYSO作为双离子导体在钠金属电池和锂金属电池中展现出良好的电化学性能。该文章发表在国际顶级期刊PNAS上。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着电动汽车和电网储能需求的增长，对高能量密度、高安全性的电池提出改进要求。钠离子电池因其丰富的自然资源而具有高性价比，成为锂离子电池的重要补充。固态电解质因其良好的热稳定性和机械强度可避免传统电池的安全问题。

关键观点2: 主要工作

唐明学课题组利用固体核磁共振技术鉴定了NYSO中的钠离子局部结构和迁移路径。通过密度泛函理论计算和多种核磁共振技术，明确了钠离子的配位环境和迁移路径，揭示了NYSO中钠离子的传输机制。

关键观点3: 重要发现

研究中发现NYSO作为双离子导体在钠金属电池和锂金属电池中具有良好的电化学性能。特别是钠离子在NYSO中的迁移路径和动力学研究为设计高性能钠离子电池提供了重要依据。

关键观点4: 文章影响

该文章在国际顶级期刊PNAS上发表，对电池领域的研究具有重要影响，为固态电解质的研究和应用提供了新的思路和方法。

文章预览

【研究背景】 随着电动汽车和电网储能需求的快速增长，对高能量密度、高安全性的电池提出了迫切的改进要求。钠离子电池因其丰富的钠天然资源而具有较高的性价比，使其成为锂离子电池的重要补充。采用固体电解质的固态电池具有良好的热稳定性和较高的机械强度，可以避免或尽量减少使用液体电解质的传统电池可能出现的安全问题。明确其局部结构和工作机理对设计和开发性能优越的钠离子导体具有关键作用。Na 5 YSi 4 O 12 (NYSO)具有高电导率和低合成温度以及优异的电化学和环境稳定性，然而，其中的钠离子的局部结构、迁移路径和传输动力学尚不清楚，仍然缺乏实验证据。 【工作介绍】 近日，北京科技大学唐明学课题组等人利用固体核磁共振技术鉴定了固体电解质Na 5 YSi 4 O 12 (NYSO)中的六种Na + 离子的配位和离子迁移路径，对掌握Na + ………………………………