Welche Zuordnung von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien zu ihren Kristallstrukturen ist richtig?

Lösung: B. LiCoO₂: geschichtete Steinsalzstruktur, LiMn₂O₄: Spinellstruktur, LiFePO₄: Olivinstruktur

LiCoO₂ hat eine geschichtete Steinsalzstruktur (α-NaFeO₂-Typ), in der sich Li- und Co-Schichten innerhalb einer dichtesten Packung von Sauerstoff abwechseln; Li⁺ bewegt sich zweidimensional zwischen den Schichten. LiMn₂O₄ hat Spinellstruktur mit dreidimensional verbundenen Li⁺-Pfaden im Mn-O-Gerüst und eine Arbeitsspannung von ca. 4 V. LiFePO₄ hat dieselbe Olivinstruktur wie das Mineral Olivin; Li⁺ bewegt sich entlang eindimensionaler Kanäle in einem Gerüst aus PO₄-Tetraedern und FeO₆-Oktaedern, und die Arbeitsspannung beträgt ca. 3,4 V. Die beiden anderen Aussagen vertauschen die Namen dieser drei Strukturen. Schicht-, Spinell- und Olivinstruktur sind die drei Grundstrukturen, nach denen man Kathodenmaterialien einteilt.