申请/专利权人：湘潭大学

申请日：2023-10-10

公开（公告）日：2024-02-02

公开（公告）号：CN117497097A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G16C20/40;G16C20/90;G16C10/00;H01M10/0562

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.02.23#实质审查的生效;2024.02.02#公开

摘要：本发明公开了一种新型PrF3基氟离子固态电解质的设计方法，主要解决目前PrF3氟离子固态电解质材料的低氟离子导电率问题。本发明提出Ba掺杂PrF3的方法，并采用第一性原理计算方法对其结构进行筛选与优化，获取了Pr1‑xBaxF3‑xx＝0,0.042,0.083,0.0167,0.33的最稳定结构；在此基础上建立其电子导电性和氟离子导电率的关系，筛选出Ba掺杂PrF3体系的最优结构为Pr0.83Ba0.167F2.824，其氟离子导电率可达2.3×10‑3Scm300K，该结构不仅具有优异的力学性能，而且具有较宽的电化学窗口0.73V～11.92V。本发明同时为研发电化学性能优异的氟离子电池固态电解质开辟了一条新途径。

主权项：1.一种新型PrF3基氟离子固态电解质的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：采用结构搜索方法对Pr1-xBaxF3-xx＝0,0.042,0.083,0.167,0.333结构进行筛选，获取其所对应的最稳定结构及其晶格常数；步骤2：对Pr1-xBaxF3-xx＝0,0.042,0.083,0.167,0.333的结构进行能带计算，分析Ba掺杂PrF3体系的电子导电性；步骤3：采用pymatgen软件包分析Pr1-xBaxF3-xx＝0,0.042,0.083,0.167,0.333的相稳定性；步骤4：采用从头算分子动力学AIMD方法计算Pr1-xBaxF3-xx＝0,0.042,0.083,0.167,0.333的氟离子导电率，筛选出最优掺杂体系为Pr0.833Ba0.167F2.833，其既具有最优的氟离子导电率，同时又具有较好的电子绝缘性；步骤5：采用pymatgen软件包研究Pr0.833Ba0.167F2.833的电化学稳定性；步骤6：采用弹性常数计算公式计算Pr0.833Ba0.167F2.833的力学性能。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湘潭大学 一种新型PrF₃基氟离子固态电解质的设计方法

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