研究人员开发了“广泛的多尺度模拟能力，以帮助识别、评估和克服固体电解质中离子传输的微观结构影响。”
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)科学家与旧金山州立大学和宾夕法尼亚州立大学合作的学术论文。
摘要
“虽然已经出现了本质上具有高离子导电性的多种氧化物基固体电解质材料，但实际的加工和合成路线引入了晶界和其他界面，这些界面可能会扰乱初级传导通道。为了直接探测这些效应，我们展示了一种高效而通用的介观计算方法，能够通过复杂的多晶氧化物固体电解质微观结构预测有效离子电导率，而不依赖简化的等效电路描述。我们将Li的框架参数化7 -x拉3.Zr2O12(LLZO)石榴石固体电解质，将相场模拟的合成微结构与有序和无序系统的分子动力学模拟的扩散系数相结合。系统设计的模拟揭示了原子和介观微观结构对多晶LLZO有效离子电导率的影响之间的相互依赖关系，通过新定义的表征复杂离子输运机制的度量来量化。我们的研究结果基于对文献数据的广泛分析，提供了对离子导电性变化的物理起源的基本理解，同时概述了基于对微观结构特征灵敏度最高的条件实现所需离子输运特性的实用设计指导。讨论了我们结果的其他含义，包括离子传导行为和树突形成之间的可能联系。”
找到LLNL这里有新闻报道还有开放获取这里是技术文件．2021年12月出版。
许，t.w.，格瑞德，A，王，B。et al。微观结构对氧化物固体电解质离子电导率的影响，从原子-中尺度的结合方法。npj计算模块7,214(2021)。https://doi.org/10.1038/s41524-021-00681-8
多尺度模型结合了微观结构(左)和原子(右)模拟，以了解固态电池材料中离子传输的障碍。图片由Brandon Wood, Tae Wook Heo和Sabrina Wan/LLNL提供。
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