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Ionic Bonding and Electron Transfer02:48

Ionic Bonding and Electron Transfer

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Ions are atoms or molecules bearing an electrical charge. A cation (a positive ion) forms when a neutral atom loses one or more electrons from its valence shell, and an anion (a negative ion) forms when a neutral atom gains one or more electrons in its valence shell. Compounds composed of ions are called ionic compounds (or salts), and their constituent ions are held together by ionic bonds: electrostatic forces of attraction between oppositely charged cations and anions. 
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The hemoglobin in the blood, the chlorophyll in green plants, vitamin B-12, and the catalyst used in the manufacture of polyethylene all contain coordination compounds. Ions of the metals, especially the transition metals, are likely to form complexes.
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Trends in Lattice Energy: Ion Size and Charge02:54

Trends in Lattice Energy: Ion Size and Charge

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An ionic compound is stable because of the electrostatic attraction between its positive and negative ions. The lattice energy of a compound is a measure of the strength of this attraction. The lattice energy (ΔHlattice) of an ionic compound is defined as the energy required to separate one mole of the solid into its component gaseous ions. For the ionic solid sodium chloride, the lattice energy is the enthalpy change of the process:
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  • 1Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei, China.

Nature
|April 5, 2023
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron un nuevo electrolito sólido basado en cloruro de lantano para baterías de metal de litio de alto rendimiento más seguras. Este material avanzado muestra una excelente estabilidad y compatibilidad con el metal de litio, superando las limitaciones anteriores en la tecnología de la batería.

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Área de la Ciencia:

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Sus antecedentes:

  • Los conductores superiónicos inorgánicos ofrecen una alta conductividad iónica y estabilidad térmica.
  • La escasa compatibilidad de la interfaz con los ánodos metálicos de litio dificulta su uso en baterías metálicas de litio en estado sólido.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un conductor superiónico de litio basado en LaCl3 con una mejor compatibilidad interfacial para ánodos metálicos de litio.
  • Investigar la conductividad iónica y la estabilidad electroquímica del nuevo electrolito.

Principales métodos:

  • Sintetizó una celosía LaCl3 tipo UCl3 dopada con Ta para crear vacantes.
  • Se han investigado las vías de conducción de Li+ y las propiedades electroquímicas.
  • Celdas simétricas Li-Li fabricadas y probadas y baterías de estado sólido completas.

Principales resultados:

  • El electrolito Li0.388Ta0.238La0.475Cl3 optimizado exhibe una alta conductividad de Li+ (3,02 mS cm-1 a 30°C) y una baja energía de activación (0,197 eV).
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  • El electrolito basado en LaCl3 ofrece una solución prometedora para baterías de metal de litio de estado sólido estables.
  • La estructura de tipo UCl3 y el dopaje de Ta facilitan una red de migración 3D de Li+.
  • Los cloruros metálicos de lantánidos muestran potencial para nuevos avances en el desarrollo de electrolitos sólidos.