Relation entre les structures et les propriétés de transport des solutions solides Li₁+xTi₂-xInxP₃O₁₂

Abstract

L’étude cristallographique a été entreprise pour permettre une meilleure compréhension des mécanismes de transport de Li⁺ dans les solutions solides Li₁₊xTi₂₋xInxP₃O₁₂ et le composé LiInP₂O₇. Suivant la concentration en indium, le système Li₁₊xTi₂₋xInxP₃O₁₂ présente trois phases différentes : - monoclinique C2/c, Nasicon 0.0 < x < 0.4 - orthorhombique Pbca, 0.4 < x <1.1 - monoclinique P2₁/n 1.1 < x <2.0

Les mesures de la conductivité ont montré que la modification des propriétés électriques est associée à l’établissement d’une structure favorable à une conductivité élevée. C’est pourquoi cinq cristaux de compositions différentes ont été étudiés. Les structures sont toutes construites à partir d’une charpente constituée par des motifs [Ti₂₋xInxP₃O₁₂]. Seul l’assemblage de ces derniers diffère d’une phase à l’autre, entraînant une coordination différente pour les sites de lithium. La charpente de la première phase est de type Fe₂(SO₄)₃ rhomboédrique, la troisième phase est de type Fe₂(SO₄)₃ monoclinique alors que la seconde est une combinaison des deux. Les modifications au niveau de la coordination des sites de lithium et de leur taux d’occupation semblent être un élément essentiel pour expliquer la variation de la conductivité en fonction de la concentration. Ainsi l’occupation dense des sites de lithium a pour conséquence de diminuer la conductivité dans la phase orthorombique. Dans la phase monoclinique P2₁/n un maximum de conductivité est observé en relation avec un nouveau mode d’arrangement de lithium qui devient complètement ordonné pour Li₃In₂(PO₄)₃. Comme application, nous avons essayé de réaliser une plie à partir de la phase la plus conductrice. Les résultas obtenus sont prometteurs.