Wie sich superionische Leiter durch rasche Abkühlung verbessern lassen

Erhöhung der Li-Ionenleitfähigkeit in Agyroditen durch Einfrieren der Anionenordnung

28.12.2020 von K. Albe

In dieser gemeinsamen Arbeit mit der Gruppe von Wolfgang Zeier (WWU Münster) demonstrieren wir, dass die Anionenordnung in Li6PS4Br durch Temperaturbehandlung und kontrolliertes Abschrecken eingestellt werden kann. Neutronenpulverbeugungs- und AIMD-Simulationen zeigen, dass eine Änderung der lokalen Ordnung zu Unterschieden in den lokalen Ladungen führt, was sich wiederum direkt auf die Lithiumverteilung auswirkt. Ein höherer Grad an Unordnung führt zur räumlichen Delokalisierung des Li und zu kürzeren Li-Li-Abständen, wofür Intercage-Sprünge verantwortlich sind. Die optimierte Anionenfehlordnung kann zu einer Vervierfachung der Ionenleitfähigkeit führen. Diese Arbeit liefert ein besseres Verständnis darüber, wie sich Synthese- und Nachsynthesebedingungen auf die Struktur und den Ionentransport in Lithium-Argyroditen auswirken. Dieses Wissen hilf, die Materialeigenschaften von Festkörperelektrolyten zu verbessern, ohne die Zusammensetzung des Materials selbst zu verändern.