《Rotational Cluster Anion Enabling Superionic Conductivity inSodium-Rich Antiperovskite Na₃OBH₄》（富钠反钙钛矿Na₃OBH₄中可旋转阴离子团簇产生的超离子导电性）。

首次成功合成了立方反钙钛矿型Na₃OBH₄。Na₃OBH₄展现出了4.4 × 10^–3S cm^–1的室温离子电导率，离子电导率在55 ℃时达到1.1 × 10^–2S cm^–1超过电解液的水平，活化能为0.25 eV。室温离子电导率相对于Na₃OX (X= Cl, Br, I)提高了4个数量级。通过中子衍射实验和第一性原理计算揭示了反钙钛矿型Na₃OBH₄中BH₄的自由旋转（旋转能垒0.02 eV）；而且BH₄旋转能促进Na⁺离子的传导。

全固态钠电池结合了全固态电池的高安全性和钠电池的低成本优势，较好的契合规模化储能对新型化学电池的要求。钠离子导体是实现固态钠电池的关键材料。无机类离子导体，由于自身的不可燃性，被认为替代有机电解液后能解决电池安全性问题。目前研究较多的无机钠离子导体主要可以归纳为硫化物类和氧化物类。氧化物钠离子导体通常具有较好的化学和电化学稳定性，其典型代表为ß-Al₂O₃和NASICON系列（代表性的分子式为Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂）。传统的氧化物离子导体有一个共同的问题：具有较高的粒界阻抗，多晶粉体表现出的离子电导率较低。通常需要高温烧结(> 1000 ℃)或者一些特殊的烧结工艺，如放电等离子体烧结（SPS）能将其致密化，减少粒界阻抗，提升离子电导率电导至>10^–3S cm^–1的离子电导率。但是，这些措施增加了整体工艺的复杂性。

近年报道的一类反钙钛矿型离子导体，是一类比较具有潜力的材料。以钙钛矿型Li₃OCl_1–xBr_x为例，该材料不仅具有较高的离子电导率（室温下σ>10^–3S cm^–1）和良好的电化学稳定性，同时具有相对低的熔点（~ 280 ℃），从而有利于在较低的温度下致密化消除粒界阻抗。钠电池材料（电极材料，离子导体等）的研发通常受锂电池材料的启发，反钙钛矿型离子导体也不例外。随后反钙钛矿型Na₃OX (X= Cl, Br, I)也被报道，而且同样具有较低的熔点（~ 250 ℃）。通过异价阳离子取代、不同卤素取代和非化学计量比等化学调控方法优化之后电导率相对于最初的Na₃OCl大幅提升，中温200 ℃为1.9 × 10^–3S cm^–1，但是室温离子电导率仍然偏低（10^–6~ 10^–7S cm^–1），达不到常温应用所需>10^–4S cm^–1的要求。因此，提高反钙钛矿型钠离子导体的室温离子电导率是扩宽其应用领域，尤其在室温下应用的关键。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b01746