在纳米限定的NaZn(BH4)3体系中控制界面化学性质,能够显著提升钠离子的导电性能

《ACS Applied Energy Materials》:Controlling Interfacial Chemistry in Nanoconfined NaZn(BH4)3 Enables Superior Sodium-Ion Conductivity

【字体: 时间:2025年10月24日 来源:ACS Applied Energy Materials 5.5

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  钠基双金属硼氢化物通过纳米限域介孔氧化物提升室温离子传导性,超声辅助液相浸渍实现SBA-15和γ-Al2O3负载,电导率分别达1.16×10??和3.85×10?? S/cm,较本体提升2-3个数量级。结构分析显示Na-O配位增强及Zn界面配位重构,缺陷富集界面相降低迁移激活能。

  
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基于钠的双金属硼氢化物是具有吸引力的固态离子导体,但其室温下的离子导电性本身较低。在这里,我们通过将NaZn(BH4)3纳米限制在介孔氧化物中来增强Na+的传输性能。利用超声辅助的液相渗透方法,将NaZn(BH4)3嵌入SBA-15 (SiO2)和γ-Al2O3中,分别获得了1.16 × 10–5和3.85 × 10–4 S cm–1的室温离子导电性,比原始材料高出2-3个数量级。配对分布函数分析显示了局部结构重组,包括Na–O键合的出现,这表明Na+的配位和迁移拓扑发生了变化。X射线吸收精细结构光谱显示氧化物-氢化物界面处的Zn配位环境发生了改变,这与形成了富含缺陷的导电界面相一致。这些结构变化伴随着Na+迁移活化能的显著降低,表明界面相的形成、空间电荷势以及晶格无序起到了协同作用。这项工作确立了纳米限制驱动的界面化学工程作为一种广泛适用的方法,可用于实现高离子导电性的硼氢化物电解质,为高性能、安全且轻量化的固态钠电池的发展提供了可能性。

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