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由鋰超離子導體 (SIC) 組成的固體電解質是鋰固態電池 (SSB) 的關鍵部件。與硫化物相比，氧化鋰SIC具有更高的電化學和化學穩定性，最近的研究進展主要體現在基于石榴石和 NASICON（鈉超離子導體）結構家族中的材料方面。

在此，加州大學伯克利分校Gerbrand Ceder等人基于特征計算搜索策略大規模搜索新的氧化鋰SIC和新的結構框架。作者首先重新審視鋰石榴石和NASICON結構中的離子傳導機制，并確定3D滲透鋰擴散網絡和移動的“激活的局部環境”是實現超離子傳導的關鍵因素。

通過將這些因素轉化為三個結構特征，能夠在無機晶體結構數據庫 (ICSD) 中進行高通量篩選識別具有適合快速鋰離子運動的鋰位點網絡的結構。

圖1. 描述氧化鋰SIC的計算篩選程序的流程圖

此外，作者使用從頭計算分子動力學 (AIMD) 模擬更詳細地評估了有希望的結構的離子電導率。通過這次搜索，作者確定了7種具有高室溫離子電導率的有前途的氧化鋰SIC候選者。

它們的結構框架，如尖晶石、氧-硫銀鍺礦、方鈉石和 LiM(SeO₃)₂等為豐富氧化鋰SIC的結構家族開辟了新的機會。

圖2. 簡短AIMD模擬結果

Lithium Oxide Superionic Conductors Inspired by Garnet and NASICON Structures, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101437

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