传统的固体电解质框架通常由硫、氧、氯等阴离子组成，导致其性能存在固有的限制。尽管出现了用于全固态电池的硫化物、氧化物和卤化物基固体电解质，但它们的使用仍受到一些问题的阻碍，包括H2S气体的逸出、需要昂贵的元素以及接触不良。

在这里，蔚山国立科学技术院Hyun-Wook Lee, Sung-Kyun Jung, Dong-Hwa Seo首次引入普鲁士蓝类似物（PBA）开放框架结构作为固体电解质，表现出明显的Na⁺电导率（>10⁻² mS cm⁻¹）。

文章要点

1）研究人员深入研究了Na⁺电导率与N配位过渡金属晶格参数之间的关系，该关系归因于Na⁺与骨架之间相互作用的减少，并通过弛豫时间分布和密度泛函理论计算得到证实。

2）在研究的五种PBA中，Mn-PBA表现出最高的Na+电导率，为9.1×10⁻² mS cm⁻¹。可行性测试表明，Mn-PBA在30°C和0.2C倍率下循环80次后仍保持95.1%的循环保持率。

研究人员对在控制这些材料的电导率和动力学方面发挥重要作用的基本机制的研究为开发实现全固态电池的替代策略提供了宝贵的见解。

参考文献

Taewon Kim, et al, Prussian Blue-Type Sodium-ion Conducting Solid Electrolytes for All Solid-State Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309852

DOI:10.1002/anie.202309852

https://doi.org/10.1002/anie.202309852