近日，学部2017级硕士研究生樊胜胜（指导教师：梁彤祥教授）在能源领域顶级期刊《Energy Storage Materials》（IF=16.28）发表论文《A Na-rich fluorinated sulfate anti-perovskite with dual doping as solid electrolyte for Na metal solid state batteries》(双掺杂富钠反钙钛矿氟硫化物用于钠金属固态电池的固态电解质)。该研究工作为一些反钙钛矿型氟硫化物成为潜在碱金属固态电解质提供了可能。

    此论文设计了一种固相烧结制度在500℃下合成了富钠反钙钛矿型化合物Na₃SO₄F，并通过Mg，Cl阴阳离子对其进行共掺杂，将其离子电导率提升了三个数量级，Na_2.99Mg_0.01SO₄F_0.95Cl_0.05固态电解质在60℃下离子电导率接近10^-4 S·cm^-1，Na空位的产生（通过镁离子掺杂）和晶格扩展（通过用较大尺寸的Cl离子取代F位）导致电导率提高。我们通过结构分析，离子传导是由七配位的Na离子在晶格中沿着b轴进行传导。论文设计了一种全固态Na电池构造将其组装成全固态Na电池，基于 Na_2.99Mg_0.01SO₄F_0.95Cl_0.05电解质的Na-Sn/Fe[Fe(CN)₆]₃固态电池可以可逆运行，首次放电容量高达91.0 mAh g^-1，并保留了77.0 mAh g^-1的可逆容量。