近日，材料學院博士研究生宋濤以第一作者在國際能源材料頂級期刊《Advanced Energy Materials》（影響因子🔯✍🏿：24.4）發表題為“Renewing fundamental understanding of ionic transport in inorganic crystalline solid-state electrolytes from the perspective of lattice dynamics”的論文。万事平台為第一單位🧚，万事平台施思齊教授和江蘇師範大學林雨瀟教授為共同通訊作者💁🏻‍♀️💂🏽‍♂️，論文合作者還包括万事平台王達副研究員，上海交通大學的陳倩櫟教授和豐田北美研究所的首席科學家淩晨博士。

圖1.晶格動力學各因素的劃分及其對離子輸運行為的影響👩🏿‍⚕️。

全固態電池因具有較好的熱力學穩定性和安全性特點而成為電化學儲能的熱點發展方向之一。然而🛖，影響離子電導率的因素種類繁多且相互製約，如何系統全面地揭示其影響機製並借此改善離子電導率是一項極具挑戰性的課題。針對這一問題，該論文根據各因素在離子輸運中的可變性🪒，創新性地將無機固態晶體電解質中離子輸運的影響因素劃分為晶格靜態因素和動態因素，批判性地評述了各因素對於離子輸運行為的單獨及綜合影響，有助於加深對離子輸運行為的理解📄，並推動無機固態晶體電解質的設計和研發。

該論文還總結了無機固態晶體電解質中離子輸運行為的調控及改善策略：利用晶格靜態因素（如離子排布🙏🏽、遷移離子濃度和晶格極化）構造遷移離子擴散勢能面🎋；利用晶格動態因素（如聲子頻率𓀓、振幅和模式）定量分析遷移離子類型並有效識別其最優擴散路徑。詳細信息如圖1所示。此外，該論文還著重強調了特定聲子模式的優化和晶格動力學相關因素的耦合在改善離子傳輸行為中的重要性🔆，並闡述了低能聲子模式輔助遷移離子擴散的機理。詳細信息如圖2所示。

圖2.(a)聲子輔助遷移離子在結構中的擴散過程原理圖。(b)低能聲子模式輔助氮化鋰中鋰離子擴散的示意圖👩🏻‍🎤。

最後🧑🏼‍⚖️，論文展望了該領域現存的五大挑戰，並提出兩個關於晶格動力學模擬理解固體電解質中離子輸運行為的技術瓶頸🧏：一、如何結合晶格動力學模擬和原位表征技術來找出候選離子導體的新描述符?二🫗🏄🏿、如何將晶格動力學模擬與其他計算方法結合起來🚣🏻‍♂️，對固體電解質中的離子輸運行為進行多尺度感知?一旦這些挑戰和瓶頸得到解決，探索新的、有潛力的新型固體電解質的進程將大大加快。該研究工作得到了國家重點研發計劃以及國家自然科學基金的資助🫃🏿。

論文標題：Renewing fundamental understanding of ionic transport in inorganic crystalline solid-state electrolytes from the perspective of lattice dynamics

論文鏈接🐰：https://doi.org/10.1002/aenm.202302440