探讨LiMXCl4超离子导体家族中的软摇篮效应和离子传输机制

LiMXCl4，近年来发现的一种锂超离子导体，在室温下的锂电导率高达12.4 mS/cm。值得注意的是，LiNbOCl4具有灵活的旋转多面体，这可能解释了其高离子导电性。然而，这些发现是否适用于不同化学体系，以及多面体旋转与锂离子迁移之间的直接联系尚不清楚。在本研究中，我们探讨了LiMXCl4体系中各种M阳离子和X阴离子的替换，确定氟氯化物是增强电化学稳定性并保持高离子导电性的有希望的选择。Meyer-Neldel分析基于第一性原理的模拟结果显示，LiMXCl4的表现优于现有卤化物导体，预测的导电率为10-100 mS/cm。我们对锂离子跳跃和小角度倾斜事件的概率分析揭示了一种“软摇篮效应”，即弱结合的M八面体与锂离子跳跃共同倾斜，从而优化能量景观。这项工作为推动非紧密堆积氧卤化物体系中高离子导电性的因素提供了基础见解，并为进一步改进这些材料指明了令人兴奋的方向.