Bestimmung von Phasenübergängen im Lithium-Zinn-System

Im nebenstehenden Diagramm ist eine typische Messkurve der Coulometrischen Titration dargestellt [1]. Bei der gezeigten Messung wird das Vorhandensein und die Zusammensetzung einer zusätzlichen Phase im binären Lithium-Zinn System untersucht. Durch ein weiteres Plateau in der Spannungskurve, im Vergleich zu einer Kurve aus der Literatur [2], ist erkennbar, dass eine zusätzliche Phase in diesem System existiert. 

Generell sind Zweiphasengebiete durch Plateaus und Einphasengebiete durch abfallende Flanken charakterisiert (in binären Systemen). Dieser Zusammenhang beruht auf thermodynamischen Grundsätzen und wird durch die Gibb’sche Phasenregel beschrieben. Da die Einphasengebiete hier einen engen Zusammensetzungsbereich repräsentieren (Intermetallische Phasen), fällt die Spannung sehr steil ab. 

Die neue Phase wird mit einer Zusammensetzung Li₈Sn₃ erwartet. Wie zu erkennen ist, tritt die zugehörige Spannungsflanke bei einer kleineren Lithiumkonzentration auf. Die genauen Hintergründe sind Gegenstand der Forschung und können womöglich auf kinetische Effekte zurückgeführt werden.

_{[1] Hans Giel, David Henriques and Torsten Markus, Investigations of the Li8Sn3 Phase in the Binary Li-Sn System Using an Improved Coulometric-Titration Setup, Journal of the Electrochemical Society, 2017, 164: A907-A911.}

_{[2] C. J. Wen and R. A. Huggins, Thermodynamic Study of the Lithium-Tin System, Journal of the Electrochemical Society, 1981, Volume 128, Issue 6, 1181-1187.}