p Em 14 de abril, O Prof. Ma Cheng da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e seus colegas relataram uma importante descoberta a respeito do mecanismo de migração de íons de lítio em eletrólitos sólidos para baterias, observando um novo tipo de característica microscópica que pode influenciar significativamente o transporte iônico. p Eletrólitos sólidos são os principais componentes para segurança, energia-densa, baterias totalmente sólidas. Antes que eletrólitos sólidos altamente condutores possam ser desenvolvidos de uma maneira baseada no conhecimento, o mecanismo por trás da migração de íons de lítio deve ser totalmente compreendido. Em muitos materiais, o sucesso desta tarefa reside em saber se os "recursos não periódicos" podem ser bem compreendidos, porque tais características freqüentemente causam uma mudança de ordens de magnitude na condutividade iônica. Atualmente, apenas dois tipos de recursos não periódicos, limites de grãos e defeitos pontuais, foram considerados na maioria dos estudos.

p A equipe de Ma descobriu um tipo adicional de característica não periódica que afeta profundamente o transporte iônico. Usando microscopia eletrônica de transmissão com correção de aberração, eles detectaram um grande número de defeitos de camada de átomo único em um protótipo de eletrólito sólido de Li _0,33 La _0,56 TiO ₃ . Em contraste com outras características não periódicas bem conhecidas, o defeito observado é essencialmente um composto de camada única de um átomo que surge apenas em um número limitado de planos atômicos. Por causa da simetria desses planos, defeitos com orientação diferente quase sempre formam circuitos fechados.

p "Na verdade, existem muitas dessas voltas de defeito no material, mas é muito difícil observá-los, "disse o primeiro autor ZHU Feng, que atualmente é um Ph.D. estudante da USTC. "Eles são visíveis apenas em certas orientações. Além disso, devido à sua extrema espessura e à distração de outras microestruturas coexistentes, a presença desses defeitos dificilmente é notada. Isso pode explicar por que eles não foram relatados até agora. "

p Os defeitos observados foram encontrados para exibir uma configuração atômica que proíbe completamente a migração de íons de lítio através da camada de defeito. Como resultado, quando tais defeitos formam um circuito fechado, Os íons de lítio não podem entrar nem sair do volume interno, e esta parte do material é, portanto, excluída do transporte iônico geral. O volume isolado desta forma é tão alto quanto ~ 15%, o que pode levar a uma redução de uma a duas ordens de magnitude na condutividade iônica.

p "O loop de defeito atua como uma armadilha de íons de lítio:impede que os íons de lítio dentro do volume fechado escapem, "disse o Prof. Ma Cheng da USTC, o principal autor do estudo. "Como tal, embora os próprios defeitos tenham apenas um átomo de espessura, eles ainda podem "matar" grandes volumes de eletrólito sólido, tornando-os não condutores. "

p Os cientistas cunharam o termo "armadilha de camada única de átomo" (SALT) para descrever esta característica única. Sua descoberta revela que características não periódicas além dos limites de grãos e defeitos pontuais também podem alterar muito o transporte iônico, e que estudos semelhantes são urgentemente necessários em outros eletrólitos sólidos.