Li6Zn（P2O7）2のイオン導電率に対する温度駆動型多型と障害の影響2

化合物のイオン導電率は、その結晶構造とその構造欠陥（空室、間質など）の間の微妙な相互作用に根ざしています。したがって、この相互作用を理解することは、新しい固体電解質を設計するために最も重要です。上記のクエリに光を当てるために、Li6Zn（P2O7）2の豊富な結晶化学を調査しました。この化合物は、温度の影響下で複数の構造遷移を受けるため、導電率がいくつかの順序で増加し、活性化エネルギーが低下します。陽イオン混合に関連する障害の増加による導電率のこのジャンプについて説明しました。私たちの構造探査は、室温α-ポリモルフと高温ζポリモーフの両方がC2/ Cスペースグループで結晶化することを示していますが、後者の単位細胞体積ははるかに少ないことを示しています。P2O74-に基づいた構造フレームワークは類似していますが、ζポリモーフは完全に無秩序なLi/Znサブラティスを提示しますが、α-ポリモーフのために完全に順序付けられています。さらに、結合原子価エネルギーの景観の計算は、α-ポリモーフでは、Li+伝導が2次元であるのに対し、Li+/Zn2+部位の混合のため、Li+はζ電投票で3次元でホップできることを示しています。

Ionic conductivity in a compound is rooted in a delicate interplay between its crystal structure and its structural defects (vacancies, interstitials, etc.). Hence, understanding this interplay is of utmost importance to design new solid state electrolytes. To shed some light on the above query, we investigated the rich crystal chemistry of Li6Zn(P2O7)2. This compound undergoes multiple structural transitions under the influence of temperature, which increases the conductivity by several orders and lowers the activation energy. We explained this jump in conductivity by the increased disorder associated with cation mixing. Our structural exploration indicates that both the room-temperature α-polymorph and the high-temperature ζ-polymorph crystallize in a C2/ c space group but with a much smaller unit cell volume for the latter. While their structural framework based on P2O74- is similar, the ζ-polymorph presents a fully disordered Li/Zn sublattice, while it is fully ordered for the α-polymorph. Furthermore, the bond valence energy landscape calculations show that in the α-polymorph, the Li+ conduction is two-dimensional, whereas because of Li+/Zn2+ site mixing, Li+ can hop three-dimensionally in the ζ-polymorph.