Li-Argyrodite

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Jörg Deiseroth
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 67397100

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Wichtigster Ausgangspunkt zu Beginn der Projektarbeiten waren orientierende Vorarbeiten zur Synthese und Charakterisierung kristalliner, „röntgenreiner“ Proben der farblosen und luftempfindlichen Li-Argyrodite Li7PS6 und Li6PS5X (X: Cl, Br, I). Besonderheiten der Kristallstrukturen dieser Verbindungen versprachen hohe Li-Ionenbeweglichkeit. In diesem Zusammenhang sei erneut angemerkt, dass, obwohl Cu- und Ag-Argyrodite (als Mineralien) mit hoher Beweglichkeit der Cu (Ag)-Ionen bereits seit mehr als 120 Jahren bekannt waren, es bis zum Beginn unserer Arbeiten keine systematischen Arbeiten zum Ersatz von Cu und Ag durch Li gab. Es ist gelungen, neben den Li-Argyrodten auf P-Basis (Li7PCh6 und Li6PCh5X (Ch: S, Se; X: Cl, Br, I)) auch einige Li-Argyrodite auf As-Basis (Li6AsCh5I (Ch: S, Se; X: Cl, Br, I)) reproduzierbar darzustellen und zu charakterisieren. Die Existenz weiterer Li-Argyrodite ist nicht auszuschließen. Die (vereinfachten) Formeln sind insofern etwas irreführend, als sie nicht erkennen lassen, dass Chalcogen(Ch)- und Halogenatome(X) in den Verbindungen des Typs Li6ECh5X u.U. die gleichen Atompositionen gemischt besetzen. D.h. die Formeln sind treffender als Li7-yECh6-yXy (0

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• "Lithium Argyrodite als Li-Ionenleiter", Fa. Merck, Darmstadt (2008)
  H.J. Deiseroth
  
• "Lithium argyrodites, a new class of materials with mobile Li ions", 14. Vortragstagung der FG Festkörperchemie und Materialforschung, Bayreuth, 2008
  H.J. Deiseroth
  
• Li6PS5X: A Class of Crystalline Li-Rich Solids With Unusually High Li+ Mobility, Angew. Chem. 2008, 120(4), 767-770; Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47 (4) 755-758
  H.J. Deiseroth, S.-T. Kong, H. Eckert, J. Vannahme, C.Reiner, T. Zaiß, M. Schlosser
  
• “Quaternary Lithium Seleno Halide Argyrodites”, 14. Vortragstagung der FG Festkörperchemie und Materialforschung, Bayreuth, 2008
  Gün, Ö.; Reiner, C.; Deiseroth, H.-J.
  
• “The First Quaternary Lithium Seleno Argyrodites, Li6PSe5X (X= Cl, Br, I)”, 16. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie, Erlangen, 2008
  Gün, Ö.; Deiseroth, H.-J.; Reiner, C.
  
• “Mixed Li-Ag and Li-Cu Argyrodites”, Hemdsärmelkolloquium, Marburg, 2009
  Gün, Ö.
  
• “Synthesis and Characterization of Li4P2Se6”, 17. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie, Hannover, 2009
  Gün, Ö.; Reiner, C.; Deiseroth, H.-J.
  
• „Lithium Argyrodite: eine neue Klasse von Li-Ionenleitern“, ACHEMA, Frankfurt, 2009
  Deiseroth, H.-J.; Kong, S.T.; Gün, Ö.; Nickel, V.
  
• "Li-Argyrodite: Vom natürlichen Mineral zum Li-Ionenleiter mit Anwendungspotenzial", Dresden: Max Planck Institut für Chemische Physik Fester Stoffe (2010)
  Hans-Jörg Deiseroth
  
• "Li-Argyrodite: Vom natürlichen Mineral zum Li-Ionenleiter mit Anwendungspotenzial", Leipzig: Universität (2010)
  Hans-Jörg Deiseroth
  
• Atomistic Characterization of Li+ mobility and Conductivity in Li7-xPS6-xIx Argyrodites from Molecular Dynamics Simulations, Solid State NMR, and Impedance Spectroscopy. Chem. Eur. J. 2010, 16, 8347-8354
  O. Pecher, S.-T. Kong, T. Goebel, V. Nickel, K. Weichert, C. Reiner, H.-J. Deiseroth, J. Maier, F. Haarmann, D. Zahn
  
• Li-Argyrodites with P and As: Order and Disorder of Lithium Atoms, Crystal Chemistry, Phase transitions. Chem. Eur. J. 2010, 16, 2198-2206
  S. T. Kong, H. J. Deiseroth, C. Reiner, Ö. Gün, E. Neumann, C. Ritter, D. Zahn
  
• Li6PO5Br and Li6PO5Cl: The first Lithium-Oxide-Argyrodites. Z. Anorg. Allg. Chem. 2010, 636, 1920-1924
  S.-T. Kong, H.J. Deiseroth, J. Maier, V. Nickel, K. Weichert, C. Reiner
  
• Structural Characterization of the Li-Argyrodites Li7PS6, Li7PSe6 and their Solid Solutions: Quantification of Site Preferences by MAS-NMR. Chem. Eur. J. 2010, 16, 5138-5147
  S. T. Kong, Ö. Gün, B. Koch, H. J. Deiseroth, H. Eckert, C. Reiner
  
• “Seleno Argyrodites”, Kolloquium des GDCh-Ortsverbandes Siegen, Jungchemiker berichten, Siegen, 2010
  Gün, Ö.
  
• „Lithium - Argyrodite als Feststoffelektrolyte in Li - Ionen - Batterien“, 3. NoAE (Network of Automotive Excellence) - Projekttag Elektro - Mobilität, Kick-off, NoAE Innovations - Wettbewerb, Düsseldorf, 2010
  Deiseroth, H.-J.; Nickel, V.; Kong, S.T.; Gün, Ö.; Reiner, C.; Neumann, E.
  
• „Lithium Argyrodite: eine neue Klasse von Li-Ionenleitern“, 2. Tagung „Kraftwerk Batterie – Lösungen für Automobil und Energieversorgung“, Mainz, 2010
  Deiseroth, H.-J.; Nickel, V.; Kong, S.T.; Gün, Ö.; Reiner, C.; Neumann, E.
  
• "Lithium-argyrodites: a Class of Crystalline Materials with High Li-mobility", ICMAT 2011
  H.J. Deiseroth
  
• Li7PS6 and Li6PS5X (X: Cl, Br, I): Possible Three-dimensional diffusion pathways for Li-Ions and Temperature dependence of the Ionic Conductivity by Impedance Measurements. Z. Anorg. Allg. Chem. 2011, 637, 1287-1294
  H.J. Deiseroth, J. Maier, K. Weichert, V. Nickel, S.-T. Kong, C. Reiner