京都大學解明氟離子導電性固體電解質之離子傳導機制

 

刊登日期:2024/10/11
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具有螢石結構的氟化鈣(CaF2)與氟化鋇(BaF2)可望利用於全固態氟化物電池而受矚目,目前已知即使離子傳導率較低,但當CaF2與BaF2達到原子級混合後,離子傳導率呈現急遽提升,唯CaF2-BaF2類氟化物離子(F-)的分佈或傳導機制仍不明。京都大學於日前發表解明了全固態氟化物電池所使用之氟離子導電性固體電解質Ca0.48Ba0.52F2原子層級的離子傳導機制,將能有助於後鋰離子電池有力候選之一的氟化物電池材料開發。

京都大學利用以熱電漿法製作的Ca0.48Ba0.52F2固體電解質進行了中子繞射實驗。利用特殊環境中子繞射裝置SPICA進行中子繞射實驗,嘗試分析了原子排列、核密度分佈等結構。結果發現,具有不同離子半徑之Ca與Ba的混合引起結構變化,局部擾亂了F的原子排列。此外,研究團隊也成功地將氟離子傳導路徑予以可視化,並證實F原子排列的擾動非常有助於改善傳導路徑內的離子流(離子傳導率)。今後京都大學將在此分析結果的基礎上展開深入研究,期進一步開發出氟化物電池新材料。


資料來源: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2024-09-06-3
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