我院王佳副教授与吉林大学韩永昊教授、高楠博士合作,在“压力调控固态电解质材料离子输运性质”研究中取得新进展。相关成果以“Pressure-induced enhancement of ionic conductivity and interstitial migration capability in Li3PO4”为题,发表于国际期刊《Inorganic Chemistry》。
Li3PO4化学稳定性高、界面兼容性好,是一类具有重要应用潜能的固态电解质材料。压力作为基本热力学变量,能够有效调控材料的结构、电子态及离子迁移行为。本研究结合高压交流阻抗谱与第一性原理计算,系统研究了Li3PO4在高压下的离子输运特性。结果表明,在约7.1 GPa压力下,材料从混合离子-电子导电行为转变为以离子导电为主;而在约11.8 GPa时,因发生结构相变,其导电行为重新回到混合导电状态。高压使Li3PO4的离子电导率提升两个数量级,主要源于Li⁺迁移速率的显著加快。研究进一步通过计算指出,电导率提升的主要原因是高压下Li⁺的间隙迁移能力增强,而非传统的空位迁移机制。
该工作通过高压这一纯净的物理调控手段,为理解压力对离子导体输运行为的调控机制提供了重要案例。研究不仅深化了对Li3PO4高压物性的认识,也为高性能固态电解质的设计提供了新思路:通过合理的结构设计,有望在常压下实现类似的高离子电导率。


本研究工作第一作者为王佳副教授,通讯作者为吉林大学韩永昊教授与高楠博士。该工作是在吉林省自然科学基金资助下完成的。
初审:王 佳
复审:王 博
终审:任 勃