钾盐nido-碳硼烷中阴阳离子动态行为的核磁共振研究及其固态电解质应用潜力

来自俄罗斯的研究团队针对钾基nido-碳硼烷盐类固态电解质中离子迁移机制不明确的问题，通过1H和39K NMR技术揭示了其有序-无序相变过程中阴离子旋转与阳离子扩散的活化能变化规律，为新型电池材料开发提供关键动力学依据。

　　

钾基nido-碳硼烷盐K-7-CB₁₀H₁₃、K-7,8-C₂B₉H₁₂和K-7,9-C₂B₉H₁₂作为碱金属氢硼酸盐家族成员，在固态电池电解质领域展现巨大潜力。研究人员通过¹H和³⁹K核磁共振（NMR）谱学与自旋-晶格弛豫速率测定（温度范围198–434 K），首次从微观尺度揭示这些化合物在345–400 K发生有序-无序相变时，复合阴离子旋转跳跃速率与钾离子扩散跳跃速率均发生剧烈变化。在无序高温相中，阴离子旋转活化能显著低于有序低温相，钾离子扩散活化能同样呈现此规律。其中K-7,8-C₂B₉H₁₂无序相的钾离子扩散活化能最低（约0.26 eV），预示其具有最优异的离子电导性能。该发现为设计高性能固态电解质提供了重要的动力学参数参考。