Chimie des solides
483
1 Les halogenures alcalins purs ou dopes
Us sont conducteurs ioniques intrinseques ou dopes par un cation de
valence superieure. Ce sont alors les lacunes cationiques qui sont les
promoteurs de la conduction. Seul Lil presente un interet, avec une conductivite de 5,5 10~
7 Q-^cnr
1 a 30 °C a 1'etat pur, et de 1Q5 ft^cm1 dope
a 1 % de CaI 2 . Les autres halogenures de Li forment des composes plus
complexes tels que LiAlF 4 ou LiAlCl 4 , dopes avec A1 2 O 3 , mais ayant des
conductivites identiques. Dans ces compose, ce sont les petits ions Li
+ qui
sont les porteurs de charge. On utilise aussi le lithium dans Li 2 MCl 4 avec
M = Mg, Cr, Mn, Fe, Co ou Cd. Ces derniers composes ont des conductivites qui varient entre 10~
7 Q^.cnr
1 a 25 °C et 0,1 a^.cnr
1
, a 400 °C.
Actuellement, les batteries au Li sont largement utilisees, en particulier
celles qui utilisent 1'iodure dope a 1'alumine, avec une tension de 1,9 V.
Des batteries mettant en oeuvre des films minces sont aussi a 1'etude
dans le cadre de la miniaturisation ou pour de forts debits.
2 Les halogenures d'argent et de cuivre
L'iodure d'argent Agl existe sous deux formes cristallines. La forme a
de structure cubique, stable a haute temperature (T > 149 °C), et la
forme /3 de type wurtzite, stable a basse temperature. a-Agl possede une
conductivity ionique elevee, de 1'ordre de 200 Q^.cirr
1 a 200 °C, a un
point tel que Ton a parle de superconducteur ionique. C'est aussi le
cas de a-CuBr, avec une conductivity de 500 Q^.cnr
1 au-dessus de 480 °C.
Bien que tres conducteurs, ces halogenures necessitent des temperatures
de travail elevees, dissuasives pour des utilisations pratiques. Des sels
plus complexes tels que MAg 4 I 5 , avec M = Rb, K, NH 4 , sont aussi de bons
conducteurs ioniques, avec o~ 0,3 Q~
1
.cm~
1
.
3 Les halogenures alcalino-terreux
Le compose utilise a 1'echelle industrielle est la fluorine (fluorure de
calcium CaF 2 ) qui existe a 1'etat naturel par milliers de tonnes et qui sert
de fondant dans le traitement des minerais. La fluorine sert aussi a fabriquer des prismes en spectroscopie infrarouge. La conductivite de CaF 2 ,
a 1 273 K, est de 3 10~
4 Q^crrr
1 a 1'etat pur. Elle a pour origine les ions
F~ interstitiels. Pour augmenter ses proprietes de conduction, la fluorine
est dopee par des fluorures de terres rares trivalentes comme La ou Gd.
La conductivite de CaF 2 dope passe a 0,1 Q~
1
.cm~
1 pour 10 % de dopant.
4 L'oxyde de bismuth Bi 2 O 3 et derives
L'oxyde de bismuth trivalent a la structure de la fluorine, mais avec
25 % de lacunes anioniques ordonnees. C'est un conducteur par ions O
2 ~.
II est tres conducteur au-dessus de 750 °C (o~ 2-5 Q~
1
.cm~
1
). Le bismuth
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1 Les halogenures alcalins purs ou dopes
Us sont conducteurs ioniques intrinseques ou dopes par un cation de
valence superieure. Ce sont alors les lacunes cationiques qui sont les
promoteurs de la conduction. Seul Lil presente un interet, avec une conductivite de 5,5 10~
7 Q-^cnr
1 a 30 °C a 1'etat pur, et de 1Q5 ft^cm1 dope
a 1 % de CaI 2 . Les autres halogenures de Li forment des composes plus
complexes tels que LiAlF 4 ou LiAlCl 4 , dopes avec A1 2 O 3 , mais ayant des
conductivites identiques. Dans ces compose, ce sont les petits ions Li
+ qui
sont les porteurs de charge. On utilise aussi le lithium dans Li 2 MCl 4 avec
M = Mg, Cr, Mn, Fe, Co ou Cd. Ces derniers composes ont des conductivites qui varient entre 10~
7 Q^.cnr
1 a 25 °C et 0,1 a^.cnr
1
, a 400 °C.
Actuellement, les batteries au Li sont largement utilisees, en particulier
celles qui utilisent 1'iodure dope a 1'alumine, avec une tension de 1,9 V.
Des batteries mettant en oeuvre des films minces sont aussi a 1'etude
dans le cadre de la miniaturisation ou pour de forts debits.
2 Les halogenures d'argent et de cuivre
L'iodure d'argent Agl existe sous deux formes cristallines. La forme a
de structure cubique, stable a haute temperature (T > 149 °C), et la
forme /3 de type wurtzite, stable a basse temperature. a-Agl possede une
conductivity ionique elevee, de 1'ordre de 200 Q^.cirr
1 a 200 °C, a un
point tel que Ton a parle de superconducteur ionique. C'est aussi le
cas de a-CuBr, avec une conductivity de 500 Q^.cnr
1 au-dessus de 480 °C.
Bien que tres conducteurs, ces halogenures necessitent des temperatures
de travail elevees, dissuasives pour des utilisations pratiques. Des sels
plus complexes tels que MAg 4 I 5 , avec M = Rb, K, NH 4 , sont aussi de bons
conducteurs ioniques, avec o~ 0,3 Q~
1
.cm~
1
.
3 Les halogenures alcalino-terreux
Le compose utilise a 1'echelle industrielle est la fluorine (fluorure de
calcium CaF 2 ) qui existe a 1'etat naturel par milliers de tonnes et qui sert
de fondant dans le traitement des minerais. La fluorine sert aussi a fabriquer des prismes en spectroscopie infrarouge. La conductivite de CaF 2 ,
a 1 273 K, est de 3 10~
4 Q^crrr
1 a 1'etat pur. Elle a pour origine les ions
F~ interstitiels. Pour augmenter ses proprietes de conduction, la fluorine
est dopee par des fluorures de terres rares trivalentes comme La ou Gd.
La conductivite de CaF 2 dope passe a 0,1 Q~
1
.cm~
1 pour 10 % de dopant.
4 L'oxyde de bismuth Bi 2 O 3 et derives
L'oxyde de bismuth trivalent a la structure de la fluorine, mais avec
25 % de lacunes anioniques ordonnees. C'est un conducteur par ions O
2 ~.
II est tres conducteur au-dessus de 750 °C (o~ 2-5 Q~
1
.cm~
1
). Le bismuth