A recent finding shows that lattice deformation could transform the mixed electronic/hydride (H-) conducting lanthanum trihydride (LaH3) to a superionic H- conductor. Such a feature would enable the development of a brand-new all-solid-state hydride ion battery. It is essential to elucidate the mechanism of such a phenomenon. Here, we disclose an abnormal freezing effect on the electronic conductivity (σe) of the ball-milled LaH3; that is, σe can be lowered by over 2 orders of magnitude upon a low-temperature treatment. Low-temperature Raman reveals that at low temperatures, lattice deformation has a noticeable influence on the interaction of hydrogen at octahedral (Ho) and tetrahedral (Ht) sites, which may play a crucial role in hindering electron conduction. This freezing effect can significantly improve the ionic transfer number of rare earth-based H- conductors and provide a new direction to the development of solid electrolytes for low-temperature all-solid-state batteries.

中文翻译：

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球磨三氢化镧超离子导体电子传导的异常冻结效应


最近的一项发现表明，晶格变形可以将混合的电子/氢化物 （H-） 导电镧三氢化物 （LaH3） 转变为超离子 H- 导体。这样的功能将使开发全新的全固态氢离子电池成为可能。阐明这种现象的机制至关重要。在这里，我们揭示了对球磨 LaH3 的电子电导率 （σe） 的异常冻结效应;也就是说，在低温处理下，σe 可以降低 2 个数量级以上。低温拉曼光谱揭示了在低温下，晶格变形对八面体 （Ho） 和四面体 （Ht） 位点的氢相互作用有显著影响，这可能在阻碍电子传导方面起着至关重要的作用。这种冻结效应可以显著提高稀土基 H- 导体的离子转移数，为低温全固态电池用固体电解质的发展提供新的方向。