ISSN:
0044-2313
Keywords:
Manganese chlorides
;
lithium chlorides
;
neutron and X-ray diffraction
;
spinel-type chlorides
;
fast ionic conductivity
;
vacancies
;
Chemistry
;
Inorganic Chemistry
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Crystal Structure and Electric Conductivity of Spinel-Type Li2-2xMn1+xCl4 Solid SolutionsThe electric conductivity of the fast lithium ion conductors Li2-2xMn1+xCl4 was measured by impedance spectroscopic methods. The conductivities obtained, e.g. ∼ 4 × 10-1 Ω-2 cm-1 at 570 K, depend only little on the lithium content. The crystal structure of Li1.6Mn1.2Cl4 was determined by neutron powder and X-ray single crystal diffraction (space group Fd3m, Z = 8, a = 1 049.39(6) pm, Rw = 1.4% on the basis of 170 reflections). The lithium deficient chloride crystallizes in an inverse spinel structure like the stoichiometric compound Li2MnCl4 according to the formula (Li0,8)[Li0,4Mn0,6]2Cl4 with vacancies () at the tetrahedral sites. The decrease of the Moct—Cl distances with the increase of x reveals that the ionic radius of Mn2+ in chlorides is equal or even smaller than that of Li+ opposite to fluorides and oxides. The —Cl distances of spinel type chlorides are 237 (tet) and 274 pm (oct), respectively. The mechanism of the ionic conductivity is discussed.
Notes:
Die elektrische Leitfähigkeit von schnellen Lithium-Ionenleitern des Typs Li2-2xMn1+xCl4 wurde mit Hilfe der Impedanz-Spektroskopie bestimmt. Sie beträgt ca. 4 × 10-2 Ω-1 cm-1 bei 300°C und ist weitgehend unabhängig vom Lithiumgehalt. Die Kristallstruktur von Li1,6Mn1,2Cl4 wurde mittels Neutronenpulver- und Röntgeneinkristall-Messungen (Raumgruppe Fd3m, Z = 8, a = 1 049,39(6) pm, Rw = 1,4% auf der Basis von 170 Reflexen) ermittelt. Das lithiumdefiziente Chlorid kristallisiert wie Li2MnCl4 selbst in einer inversen Spinell-Struktur entsprechend (Li0,8)[Li0,4Mn0,6]2Cl4 mit Leerstellen () auf den Tetraederplätzen. Aus der Abnahme der Abstände Moct—Cl mit zunehmendem x folgt, daß der Ionenradius von Mn2+ in Chloriden im Gegensatz zu analogen Fluoriden und Oxiden gleich oder kleiner ist als der von Li+. Die —Cl-Abstände in Spinell-typ-Chloride betragen 237 (tet) und 274 pm (oct). Der Mechanismus der Ionen-Leitfähigkeit wird diskutiert.
Additional Material:
5 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19946200908
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