กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ลิซิคอน

LISICONเป็นตัวย่อของ ลิเธียมตัวนำ ไอ ออนิกยิ่งยวดซึ่งหมายถึงตระกูลของของแข็งที่มีสูตรทางเคมีLi 2+2x Zn 1−x Ge O 4

ลิซิคอน

LISICONเป็นตัวย่อของ ลิเธียมตัวนำ ไอ ออนิกยิ่งยวด[ 1 ]ซึ่งหมายถึงตระกูลของของแข็งที่มีสูตรทางเคมีLi 2+2x Zn 1−x Ge O 4

ตัวอย่างแรกของโครงสร้างนี้ถูกค้นพบในปี 1977 โดยมีสูตรทางเคมีคือ Li 14 Zn(GeO 4 ) 4โครงสร้างผลึกของ LISICON ประกอบด้วยเครือข่ายของ [Li 11 Zn(GeO 4 ) 4 ] 3-และ Li + ที่ยึดเหนี่ยวกันอย่างหลวมๆ อีก 3 ไอออน พันธะที่อ่อนกว่าทำให้ไอออนลิเธียมสามารถเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งได้ง่าย โดยไม่จำเป็นต้องทำลายพันธะที่แข็งแรง นอกจากนี้ โครงสร้างนี้ยังก่อให้เกิด "คอขวด" ขนาดใหญ่ระหว่างตำแหน่งแทรกที่ไอออนเหล่านี้ครอบครอง ซึ่งช่วยลดพลังงานที่จำเป็นในการเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง ปัจจัยทั้งสองนี้ทำให้ไอออนลิเธียมสามารถแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายผ่านโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากรูปร่างของช่องทางที่ไอออนลิเธียมเหล่านี้สามารถแพร่กระจายได้ การแพร่กระจายจึงจำกัดอยู่เพียง 2 มิติ สารประกอบ LISICON มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิก ค่อนข้างสูง อยู่ในระดับ 10 −6 S/cm ที่ 25 °C [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] LISICON ทำปฏิกิริยากับโลหะลิเธียมและก๊าซในบรรยากาศเช่นCO 2 ได้ง่าย ส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าลดลงตามเวลา[ 6 ]

วัสดุที่คล้ายกับลิซิคอน

มีอิเล็กโทรไลต์ ของแข็งประเภท LISICON อื่นๆ ที่ใช้องค์ประกอบอื่นๆ เพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกที่สูงขึ้น วัสดุดังกล่าวมีสูตรทางเคมีเป็น Li (3+x) Ge x V (1-x) O 4โดยที่ค่า x อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 มีองค์ประกอบสองแบบคือ Li 3.5 Ge 0.5 V 0.5 O 4และ Li 3.6 Ge 0.6 V 0.4 O 4ซึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิก 4*10 −5 S/cm และ 10 −5 S/cm ซึ่งเป็นการปรับปรุงโครงสร้าง LISICON พื้นฐานขึ้นหนึ่งอันดับ วัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและมีเสถียรภาพเมื่อสัมผัสกับ CO 2และบรรยากาศโดยรอบ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาบางอย่างที่มีอยู่ในโครงสร้างดั้งเดิม[ 2 ] [ 7 ]

มีวัสดุที่มีโครงสร้างทางเคมีของ Li (4-x) Si (1-x) P x O 4ซึ่งเป็นสารละลายของแข็งระหว่างLi 4 SiO 4และLi 3 PO 4สารละลายของแข็งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงองค์ประกอบทั้งหมดที่อุณหภูมิห้อง การนำไฟฟ้าไอออนิกสูงสุดเกิดขึ้นที่องค์ประกอบของ Li 3.5 Si 0.5 P 0.5 O 4และ Li 3.4 Si 0.4 P 0.6โดยมีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ในระดับ 10 −6 S/cm ซึ่งเป็นผลมาจากการแทนที่ Si 4+ บางส่วน ด้วย P 5+ในแลตทิซ ส่งผลให้มีการเพิ่มไอออน Li ระหว่างอะตอมซึ่งแพร่กระจายได้ง่ายกว่ามาก[ 8 ]   การนำไฟฟ้าไอออนิกได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยการเติม Cl เพื่อแทนที่ O 2-ในแลตทิซ องค์ประกอบ Li 10.42 Si 1.5 P 1.5 Cl 11.92และ Li 10.42 Ge 1.5 P 1.5 Cl 11.92มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกเท่ากับ 1.03 * 10 −5 S/cm และ 3.7*10 −5 S/cm ตามลำดับ ทฤษฎีนี้สันนิษฐานว่าเป็นผลมาจากการขยาย "คอขวด" ระหว่างจุดแทรกเนื่องจากไอออน Cl มีขนาดเล็กกว่า และการอ่อนตัวลงของพันธะไอออนิกของไอออน Li +ที่เกิดขึ้นเนื่องจากค่า อิเล็กโทรเนกา ติวิตีที่ต่ำกว่าของคลอรีน[ 9 ]

ค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าเกือบ 100 เท่าในไทโอ-LISICON ซึ่งออกซิเจนถูกแทนที่ด้วย กำมะถัน กล่าวคือไท โอ ซิลิเกตที่สอดคล้องกัน[ 6 ] พันธะระหว่าง S 2-และ Li +อ่อนกว่าพันธะระหว่าง O 2-และ Li +ทำให้ Li +ใน โครงสร้าง ซัลไฟด์มีความปกติมากกว่าคู่ของมันในออกไซด์ วัสดุเซรามิกไทโอ-LISCON ที่มีสูตรทางเคมี Li (4-x) Ge (1-x) P x S 4เป็น วัสดุ อิเล็กโทรไลต์ ที่มีศักยภาพ โดยมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกอยู่ในลำดับ 10 −3 S/m หรือ 10 −2 S/m [ 2 ]

แอปพลิเคชัน

LISICON สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ของแข็งในแบตเตอรี่โซลิดสเตทแบบลิเธียมได้[ 2 ]เช่นแบตเตอรี่นิกเกิล-ลิเธียม โซลิดสเตท สำหรับการใช้งานนี้ อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมของแข็งต้องมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกมากกว่า 10 −4 S/cm ค่าการนำไฟฟ้าอิเล็กตรอนน้อยมาก และมีเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้าที่หลากหลาย[ 2 ]

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=LISICON&oldid=1329680940 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ลิซิคอน

LISICONเป็นตัวย่อของ ลิเธียมตัวนำ ไอ ออนิกยิ่งยวดซึ่งหมายถึงตระกูลของของแข็งที่มีสูตรทางเคมีLi 2+2x Zn 1−x Ge O 4

วัสดุที่คล้ายกับลิซิคอน

มี อิเล็กโทรไลต์ ของแข็งประเภท LISICON อื่นๆ ที่ใช้องค์ประกอบอื่นๆ เพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกที่สูงขึ้น วัสดุดังกล่าวมีสูตรทางเคมีเป็น Li (3+x) Ge x V (1-x) O 4 โดยที่ค่า x อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 มีองค์ประกอบสองแบบคือ Li 3.5 Ge 0.5 V 0.5 O 4 และ Li 3.6 Ge 0.

แอปพลิเคชัน

LISICON สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ของแข็งในแบตเตอรี่โซลิดสเตทแบบลิเธียมได้[ 2 ] เช่น แบตเตอรี่ นิกเกิล -ลิเธียม โซลิดสเตท สำหรับการใช้งานนี้ อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมของแข็งต้องมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกมากกว่า 10 −4 S/cm ค่าการนำไฟฟ้าอิเล็กตรอนน้อยมาก...