孙学良院士，全固态电池最新AEM！

第一作者：Yanlong Wu

通讯作者：王建涛，孙学良，李晓娜

通讯单位：国家动力电池创新中心，宁波东方理工大学（暂名）

孙学良，教授，是能源材料领域的专家，现任中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、宁波东方理工大学（暂名）讲席教授、物质与能源研究院(暂名)院长、Electrochemical Energy Reviews (IF=32)期刊创刊主编，曾任加拿大西安大略大学教授。

李晓娜，宁波东方理工大学（暂名）副教授（研究员、博士生导师）。2022年国家级人才。

王建涛，教授级高级工程师、博士生导师，入选北京市科技新星人才计划。现任国联汽车动力电池研究院有限责任公司副总经理、国家动力电池创新中心副主任、国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心副主任。

论文速览

本论文研究了无机固态电解质在全固态电池中的关键作用，特别是固态电解质的熵对离子传输的影响。本文提出了一种新的观点，即通过仅添加一种元素来增加混合熵，从而在原子层面上理解熵对锂离子导电性的影响。

研究设计了一系列材料，包括Li_1.75Zr_0.75Ta_0.25Cl₆、Li_1.75Zr_0.75Nb_0.25Cl₆、Li_1.75Zr_0.75Mo_0.25Cl₆和Li_1.75Zr_0.75W_0.25Cl₆，这些材料具有不同的混合熵。

研究发现，替代元素可以增加混合熵，改变锂离子周围阳离子的无序程度，并提高离子导电性。研究强调了混合熵在离子迁移中的重要性，并建立了混合熵与离子传导之间的密切联系，为固态电解质的设计和开发提供了新的见解。

图文导读

图1：Li₂ZrCl₆的晶体结构。

图2：不同元素在Zr位点的能量值。

图3：Li_1.75Zr_0.75M_0.25Cl₆ (M = Ta, Nb, Mo, 和 W) 中Li离子的迁移路径和能量剖面。

图4：使用LZTC和LZC电解质的全固态电池在不同充放电条件下的电化学性能。

图5：ASSBs稳定性的表征，包括不同循环次数下电解质和正极材料的变化。

总结展望

本研究通过混合熵策略显著提高了卤化物固态电解质的Li⁺离子导电性。通过设计具有不同混合熵的材料，研究揭示了混合熵与离子迁移的密切关系，并发现高混合熵有助于形成一个更平坦的能量景观，降低离子迁移的障碍。

结合BVSE和AIMD技术，研究进一步揭示了混合熵对离子迁移路径的影响机制。这些发现不仅加深了我们对固态材料中离子迁移的理解，而且为固态电解质的新设计原则提供了见解。此外，研究还展示了电解质在高电压循环中的卓越稳定性，强调了其在确保全固态电池长期稳定性中的关键作用。

文献信息

标题：Exploiting the Mixed Entropy Strategy for the Design of Fast Ion Conductors

期刊：Advanced Energy Materials

DOI：10.1002/aenm.202401528

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