欧洲杯

欧洲杯 高压与超硬材料全国重点实验室隋永明教授利用压强这一关键调控手段，提升了固态电解质Li₃PW₁₂O₄₀锂离子电导率可达两个数量级，截获高压相至常压。相关研究成果以'' Unveiling an Innovative Pathway for Enhancing Lithium-ion Conductivity of Li₃PW₁₂O₄₀ Electrolyte via Pressure Modulation Strategy ''为题发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》期刊。

多金属氧酸盐（POMs）是一类由过渡金属组成的金属氧化物阴离子簇，具有Pn-3m对称性的[PW₁₂O₄₀]^3-Keggin结构结晶，由1个PO₄四面体和12个边共用的WO₆八面体组成,其中角共用的氧位点可以作为粒子的传输通道。此外，聚阴离子表面的低电荷密度导致质子结合能力较弱，实现快速的离子迁移。POMs中质子可以与金属阳离子或碱金属离子交换，当质子被Li⁺取代时，能够轻易地从阴离子簇结构中解离出来形成活性Li⁺。同时，POMs开放框架结构也为Li⁺传输提供了有利条件。

本研究通过引入高压作为调控手段，发现POMs电解质Li₃PW₁₂O₄₀由Keggin结构向青铜结构发生不可逆相变，其锂离子电导率显著提升了两个数量级，晶界电阻完全消失。高压原位结构分析表明：Keggin结构在18.0 GPa时开始向青铜结构转变，并在约34.0 GPa时相变完成，同时Li⁺离子电导率持续增加。密度泛函理论计算证实：青铜结构的迁移势垒（0.051 eV）和活化能（0.091 eV）低于Keggin结构，主要归因于WO₆八面体和PO₄四面体通过共享角形成能够容纳Li⁺离子并提供传输的通道，从而提高Li⁺离子电导率。

论文第一作者为吉林大学高压与超硬材料全国重点实验室博士研究生段素素，本文通讯作者为欧洲杯 李岩副教授和段德芳教授，高压与超硬材料全国重点实验室赵琳博士和隋永明教授。该工作得到了邹勃教授的悉心指导、国家重点研发计划和国家自然基金委重点项目的资助。

论文链接：

//doi.org/10.1002/anie.202515942