Dispersed Solid Conductors: Fast Interfacial Li-Ion Dynamics in Nanostructured LiF and LiF:γ-Al2O3 Composites

纳米晶材料 离子 材料科学 离子电导率 氟化锂 离子键合 电导率 化学物理 锂(药物) 电介质 化学 纳米技术 无机化学 物理化学 光电子学 医学 有机化学 电极 内分泌学 电解质
作者
Stefan Breuer,Veronika Pregartner,Sarah Lunghammer,Martin Wilkening
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (9): 5222-5230 被引量:42
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.8b10978
摘要

Lithium fluoride serves as a model substance to study Li and F hopping processes in a material solely composed of mobile ions with an opposite charge. In its microcrystalline form, it is known to be a very poor ionic conductor. Here, we tried to boost ion dynamics in LiF by taking advantage of size effects and the introduction of structural disorder. Compared to micro-LiF, we observed an increase of the ion conductivity by 2 orders of magnitude for nanocrystalline LiF prepared by high-energy ball milling. A further boost might be achieved in nanocrystalline two-phase systems consisting of LiF and an insulator, such as amphoteric γ-Al2O3. In such dispersed ionic conductors, percolating conductor/insulator pathways are anticipated enabling the ions to move quickly over long distances. Indeed, for nano-LiF:Al2O3, another drastic increase of ionic conductivity by 3 orders of magnitude (393 K) is achieved by interface engineering. The activation energy characterizing long-range ion transport is reduced from 0.98 eV (nanocrystalline LiF) to 0.79 eV for (LiF)0.86(Al2O3)0.14. 7Li nuclear magnetic resonance (NMR) measurements showed that Li+ is mainly responsible for this increase seen for nano-LiF:Al2O3. 27Al magic angle spinning NMR revealed that pentacoordinated Al species act as anchor sites for F– anions (and Li+). This mechanism is assumed to lead to a 3D network of fast Li+ diffusion pathways along the conductor/insulator interfaces.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
寒_完成签到,获得积分10
1秒前
李健的粉丝团团长应助FF采纳,获得10
2秒前
2秒前
马茹完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
风中以菱完成签到,获得积分10
4秒前
11发布了新的文献求助10
4秒前
15987342672完成签到,获得积分10
4秒前
朴素慕凝完成签到,获得积分10
5秒前
婷顿应助zzt采纳,获得10
5秒前
5秒前
深情安青应助大钱OLIVE2122采纳,获得10
5秒前
灵巧的大开完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
寒_发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
乔乔乔发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
yier发布了新的文献求助30
10秒前
inzaghi完成签到,获得积分10
10秒前
研友_VZG7GZ应助zjy采纳,获得10
10秒前
abin完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
科研通AI6.2应助棍棍来也采纳,获得10
14秒前
乔乔乔完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
weber发布了新的文献求助10
14秒前
BOOMKING发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
彤航发布了新的文献求助10
16秒前
拼搏惜金发布了新的文献求助10
17秒前
桐桐应助成就的冬卉采纳,获得10
18秒前
slience发布了新的文献求助10
19秒前
脑洞疼应助小邝少吃点采纳,获得10
20秒前
hhtt完成签到,获得积分20
21秒前
才小艺发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7218329
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8849318
关于积分的说明 18674504
捐赠科研通 6875299
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3185858
关于科研通互助平台的介绍 2348437
邀请新用户注册赠送积分活动 2160019