W掺杂K₃SbS₄固态电解质

K⁺电导跃升至10⁻² S/cm

本研究通过异价W掺杂引入空位，将K⁺电导率提升至1.80×10⁻² S/cm（活化能仅0.12 eV），是一种为钾离子电池设计的高离子电导固态电解质候选材料。

Zhang, Rongyu · Xu, Shifeng · 王利岩 · 王传云 · 周永军 · Lü, Zhe · Wenbo, Li · 徐丹 · Wang, Sai · Yang, Xu

Inorganic Chemistry 2024

具体参数

K⁺电导率

{'zh': '1.80×10⁻²', 'en': '1.80×10⁻²'} S/cm

活化能

{'zh': '0.12', 'en': '0.12'} eV

技术优势

电导率提升至10⁻²量级

W掺杂引入K空位，使K⁺电导率达到1.80×10⁻² S/cm，比原始材料提高多个数量级，接近液态电解质水平。

活化能大幅降低

K⁺迁移活化能降至0.12 eV，远低于未掺杂体系，意味着离子在室温下即可快速传导。

掺杂策略简单有效

采用异价W掺杂直接引入K空位，无需复杂后处理即可激活离子传导路径。

应用场景

• 固态电解质：提供高离子电导的固态电解质，抑制钾枝晶生长并消除漏液风险。
• 钾离子电池：解决钾离子电池中传统液态电解质的副反应问题，提升安全性和循环寿命。
• 全固态电池：可作为全固态电池的电解质层，实现高能量密度与本质安全。
• 高安全电池材料：不可燃的固态电解质从根源上杜绝热失控风险，适用于高安全储能场景。