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以Ag2S取代AgI对硫系玻璃固体电解质材料的性能优化
作者: irglass 时间: 2019-08-28 浏览:568 次

近日,我室马宝琛硕士m5彩票平台网址生(第一作者)、焦清博士(通讯作者)等人在新型硫系玻璃固体电解质开发及制备基础m5彩票平台网址方面取得进展,论文题目为:Optimization of glass properties by substituting AgI with Ag2S in chalcogenide system.相关m5彩票平台网址工作在Ceramics International (SCI, IF = 3.45) 上发表。(DOI:10.1016/j.ceramint.2019.07.305)

金属掺杂的硫系玻璃是一类重要的材料,在众多领域具有广泛的应用前景。其中硫系玻璃为基质所制成的固体电解质因其优良电学性质得到了广泛的关注与m5彩票平台网址。但通过不断地深入m5彩票平台网址与调研发现,高性能的硫系固体电解质材料往往面临着热稳定性能小,机械强度较差的实际应用问题。基于对高电导性能的硫系固体电解质优化的目的,对GaSbS-AgI 玻璃体系进行改良,掺入Ag2S并调控整体组分比例,一方面既能保证网络体系中含有高浓度的自由迁移离子;另一方面,二配位的S离子对单配位的I离子的替换在一定程度上改善了在高掺杂(Ag+)下的玻璃网络结构“碎片化”的状况。因此,在优化后的GaSbS-AgI-Ag2S玻璃体系中,电导率性能依然能够维持在10-4S/cm以上,同时其玻璃转变温度(Tg)、材料硬度以及密度均有明显提升。通过Raman光谱对玻璃的结构进行分析后发现,样品的电导率的变化趋势是与其离子通道的结构变化有着密不可分的关系的。因此,提出了在不同的掺杂浓度时的单元结构连接方式的变化规律以及对玻璃网络进行了中程结构模拟,构造其离子通道模型,以此分析室温下电导率的变化趋势。m5彩票平台网址结果对硫系高电导性能固体电解质的结构优化以及特殊场景应用具有实际意义与价值。

 

                                                           

图1. 掺杂物(AgI、Ag2S)与共边、共角[Sb2S3]结构单元反应方程式

图2. GaSbS-AgI-Ag2S玻璃系统中程网络模拟结构示意图