據(jù)外媒報道,，弗吉尼亞州立邦聯(lián)大學(xué)(Virginia Commonwealth University,，VCU)研究人員設(shè)計了新款鋰超離子導(dǎo)體(lithium superionic conductor),，其鋰離子導(dǎo)電性可媲美有機電解液(organic liquid electrolytes),。

　　他們在美國國家科學(xué)院院刊(National Academy of Sciences,，PNAS)上發(fā)表了一篇論文,。研究人員在論文中宣稱,，基于團簇(Cluster)的鋰離子超導(dǎo)體的導(dǎo)電性極高,，室溫下為0.01S/cm到0.1 S/cm以上,，而活化能(activation energy )較低，低于0.210 eV,，能帶間隙(band gap)為8.5 eV,。此外,，其機械性能表現(xiàn)也極為出色，彈性十足,，可抑制鋰樹突的增多,。

　　Li3SBF4材料的物理模型

　　在鋰離子電池中，帶正極的鋰離子通過電解質(zhì)進行流動,。固態(tài)電解質(zhì)可提升安全性,、能量值及能量密度。然而,，鋰離子卻在液態(tài)電解質(zhì)內(nèi)卻能自由流動,。鋰離子在固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)的流動性較差，對導(dǎo)電性產(chǎn)生不利影響,。

　　為提升固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電性,，研究人員制作了一款計算模型，可去除單個負離子,。負離子團簇將取代空缺的離子,，前者是原子團簇，其所帶電子(electrons)要多于質(zhì)子(protons),。

　　VCU研究團隊的方弘(Hong Fang)博士和Puru Jena教授實現(xiàn)了特定固態(tài)電解質(zhì)扭曲(twist)的具象化,，前者由其他人員進行過測試。最初,，該電解質(zhì)歸屬于反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(antiperovskite)的晶族(family of crystals),，其所含的正離子由三個鋰原子級一個氧原子構(gòu)成，正離子與單個氯原子相結(jié)合,，因為后者是負離子,。

　　在運算建模中，他們用一個負離子取代了氯原子,，該負離子由一個硼原子和四個氟原子組成,。

　　Li3S(BF4)0.5Cl0.5的晶體結(jié)構(gòu)示意圖

　　據(jù)其研究發(fā)現(xiàn)，鋰超離子導(dǎo)體Li3SBF4與Li3S(BF4)0.5Cl0.5大體上擁有成為理想固態(tài)電解質(zhì)的潛質(zhì),。

　　Li3SBF4的能帶間隙為8.5 eV,，RT導(dǎo)電性為0.01S/cm，活化能為0.210 eV,，形成能(formation energy)相對較小,，機械性能也很理想。而Li3S(BF4)0.5Cl0.5的RT導(dǎo)電性大于0.1S/cm,，活化能為0.176 eV,。

　　兩位專家共同致力于在實驗室內(nèi)測試其計算模型，旨在探究鋰離子電池應(yīng)用的最終形態(tài),。