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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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深圳先進院等提出離子超導新機制及固態(tài)電解質(zhì)設計新思路

2020-03-11 深圳先進技術(shù)研究院

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語音播報

　　3月6日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院光子信息與能源材料研究中心助理研究員陸子恒與香港科技大學機械工程系教授Francesco Ciucci合作，提出固態(tài)電解質(zhì)中離子超導的新機制并設計了新型低維反鈣鈦礦固態(tài)電解質(zhì)。相關(guān)結(jié)果以Superionic Conduction in Low-Dimensional-Networked Anti-Perovskites（《低維反鈣鈦礦中的離子超導現(xiàn)象》）為題在線發(fā)表于Energy Storage Materials（DOI: 10.1016/j.ensm.2020.03.005, CiteScore: 15.05），陸子恒為第一作者，Francesco Ciucci是通訊作者。

　　固體陽離子的快速傳輸對于多種固態(tài)器件至關(guān)重要，其中最為突出的就是固態(tài)電池。作為有望替代現(xiàn)有鋰離子電池的下一代高比能、高安全儲能技術(shù)，固態(tài)電池受到了學界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。當前，固態(tài)電池的核心痛點之一是固態(tài)電解質(zhì)的低離子電導率，其限制了固態(tài)電池在室溫下的輸出功率，也因此限制了固態(tài)電池的實際使用。目前，設計具有高離子電導率的固態(tài)電解質(zhì)材料是固態(tài)離子學的核心課題之一，也是公認的難題。

　　受到光伏領(lǐng)域低維有機無機反鈣鈦礦的啟發(fā)，團隊提出了一種由基本“結(jié)構(gòu)單元”逐層構(gòu)建不同維度反鈣鈦礦晶體固態(tài)電解質(zhì)的設計思路。團隊研究發(fā)現(xiàn)，低維結(jié)構(gòu)中的聲子軟化現(xiàn)象能夠引起鋰離子的快速輸運。在此基礎(chǔ)上，團隊預測二維及二維以下的反鈣鈦礦不僅具有極高穩(wěn)定性，還具有接近液態(tài)電解質(zhì)的離子電導率（10 mS cm^-1）。目前團隊正在積極合成這類材料并已取得一定進展。

　　該研究提出的由結(jié)構(gòu)模板逐步搭建固態(tài)電解質(zhì)的設計思路及聲子軟化致離子超導機制對下一代固態(tài)電池中關(guān)鍵材料的設計有重要指導作用。

　　論文鏈接

基于基本“結(jié)構(gòu)單元”的固態(tài)電解質(zhì)模板化設計示意圖（左）與新型低維反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)（右）

　　3月6日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院光子信息與能源材料研究中心助理研究員陸子恒與香港科技大學機械工程系教授Francesco Ciucci合作，提出固態(tài)電解質(zhì)中離子超導的新機制并設計了新型低維反鈣鈦礦固態(tài)電解質(zhì)。相關(guān)結(jié)果以Superionic Conduction in Low-Dimensional-Networked Anti-Perovskites（《低維反鈣鈦礦中的離子超導現(xiàn)象》）為題在線發(fā)表于Energy Storage Materials（DOI: 10.1016/j.ensm.2020.03.005, CiteScore: 15.05），陸子恒為第一作者，F(xiàn)rancesco Ciucci是通訊作者。
　　固體陽離子的快速傳輸對于多種固態(tài)器件至關(guān)重要，其中最為突出的就是固態(tài)電池。作為有望替代現(xiàn)有鋰離子電池的下一代高比能、高安全儲能技術(shù)，固態(tài)電池受到了學界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。當前，固態(tài)電池的核心痛點之一是固態(tài)電解質(zhì)的低離子電導率，其限制了固態(tài)電池在室溫下的輸出功率，也因此限制了固態(tài)電池的實際使用。目前，設計具有高離子電導率的固態(tài)電解質(zhì)材料是固態(tài)離子學的核心課題之一，也是公認的難題。
　　受到光伏領(lǐng)域低維有機無機反鈣鈦礦的啟發(fā)，團隊提出了一種由基本“結(jié)構(gòu)單元”逐層構(gòu)建不同維度反鈣鈦礦晶體固態(tài)電解質(zhì)的設計思路。團隊研究發(fā)現(xiàn)，低維結(jié)構(gòu)中的聲子軟化現(xiàn)象能夠引起鋰離子的快速輸運。在此基礎(chǔ)上，團隊預測二維及二維以下的反鈣鈦礦不僅具有極高穩(wěn)定性，還具有接近液態(tài)電解質(zhì)的離子電導率（10 mS cm-1）。目前團隊正在積極合成這類材料并已取得一定進展。
　　該研究提出的由結(jié)構(gòu)模板逐步搭建固態(tài)電解質(zhì)的設計思路及聲子軟化致離子超導機制對下一代固態(tài)電池中關(guān)鍵材料的設計有重要指導作用。
　　論文鏈接
　　基于基本“結(jié)構(gòu)單元”的固態(tài)電解質(zhì)模板化設計示意圖（左）與新型低維反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)（右）
　　

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