加州大学 Gerbrand Ceder ACS Energy Lett.：晶体与非晶态 NaMOCl\u2084（钠离子超离子导电性的微观机制

背景：随着电动汽车与电网级储能需求的增长，锂资源供应面临压力，钠离子电池因其资源丰富和成本优势成为锂离子电池的补充方案，但钠离子固体电解质的性能普遍落后于锂离子材料，需要深入研究其离子传输机制。研究目的：加州大学Gerbrand Ceder团队通过密度泛函理论和机器学习分子动力学，系统研究晶体和非晶态NaMOCl₄（M = Nb、Ta）的结构特征与钠离子传输行为，以明确其微观机制并指导高性能钠基卤化物固体电解质的设计。结论：研究发现晶体相NaMOCl₄存在有序-无序转变，低温下活化能高、电导率低，高温下链运动降低活化能并提升传输能力；非晶相凭借扭曲的多面体链结构和骨架柔性，在全温度范围内保持低活化能和高电导率。研究修正了基于锂体系的认知，证实无序（热诱导或结构无序）促进钠离子传输，为非晶或高温无序晶体相的设计提供了理论依据。