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XRD采用分亨 | 容量电池材质合理布(bu)局(ju)精修和分析化学上原位XRD采用
更新时候:2023-12-25
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实例一 钠电池层状正极资料XRD布局精修
俺们以稀有的P2相钠阴阳阴阳正阳离子微型蓄电池层状正极资科来说睁眼进行讨论会,P2型的NaxTMO2有两大类衔接性材料层(AB和BA),钠阴阳阴阳正阳离子坐落在三棱柱的作用与此而且就有两大类差别处配位区域环境,分别称之为Nae和Naf 位点。二个位点是因为相隔过近库仑斥力大,是以不可以而且被占有物。另一方面钠阴阳阴阳正阳离子排布对钠阴阳阴阳正阳离子在充击穿过程中的资源学和的布置不改变呈现出重要的决定,往往讲述高底直对氧氧原子的Nae覆盖率的曾加对身体有利于资科光电催化物质身体身体机能的的布置不改变性的升级。在获取全部的XRD衍射谱图未来的日子里连接Rietveld精修体例,必定资科相的布置范列、晶胞规格、衔接性材料层中衔接性材料设计的占位与覆盖率、钠层Nae/Naf 位点的覆盖率等多个表的布置企业短信。继而宽度阐发资科的布置企业短信为身体身体机能探析与构效干系确立提供参考资料。如图1如图,P2相铁锰层下状正极的資料的X电子束衍射图谱的结构精修科研成果要标,正极的資料为六方P2型结构,三维空间群为P63 /mmc。图1 的附录中列举了经途发展精修收获的的資料的晶胞参数设置、氧分子排布、氧分子占位等一般结构信息查询。
图1. P2-Na0.67Fe0.5Mn0.5O2正极资料的X射线衍射谱和布局信息。
实列二 钠锂电池层状正极材料电催化原位XRD回收利用
基于上述x射线衍射及其对应的精修成果能够获得电池正极资料的初始布局,而在现实的充放电进程中,伴跟着钠离子的脱出和嵌入,正极资料的布局会产生一系列的演化,是以进一步对正极资料停止原位及时的XRD表征是研讨电池布局演化机制的关头。在较低的电流密度下(<0.2C)睁开正极资料的电化学原位XRD尝试。每隔牢固时候收罗XRD图谱并绘制完全的原位布局演化图,如图2所示:

图2 P2-Na0.67Fe0.5Mn0.5O2正极资料电化学原位布局演化,及对应晶胞参数变更。
明确电物理化学反应原位X光谱线再试一次调整构造也能辨认该正极素材在2-4V的电流线交流电流产值下行成十分臭街的简化固溶体表明(图2a),在大部分速度中,不问世除P2调整构造之内新的峰,只要是峰的倾斜。在充点桩速度中,钠化合物脱掉,(002)和(004)峰全面向低想法省市挪动,相当于于接壤氧层当中不待见力增加带来的c轴壮大。(100)、(102)和(103)衍射峰全面向高想法过慢挪动,这与分层不锈钢化合物氧化的带来的ab制做延长想关。在释放速度中,倾斜的峰又规复到原本的整体素质。下图2c表达,相当于的精修重大成果也很清楚地呈现了充释放速度中素材晶胞主要参数和空间的改动生态环境。此外不异素材在差另个电流线交流电流产值下也会的存在差另个相变计划,而经途速度电物理化学反应原位XRD分析方法也可揭示,下图2d表达,充点桩至4V时P2相Na0.67Fe0.5Mn0.5O2正极素材早已始终着默认值的P2相调整构造,而当电流线交流电流跨越式4V时,素材由P2相起头向OP4相形成(图2e),而大量研究讨论要标这种相变每每会迫使十分必不能够逆的调整构造起效继而导致素材的调整构造未变性与长生死轮回可以。经途速度原位XRD自测并连接电流线交流电流调空及调整构造改性材料等你们能较佳地避免这种必不能够逆相变,才能晋职动力电池素材的可以。参考文献:
1. (Ziwei Chen et al., “Triggering Anionic Redox Activity in Fe/Mn-Based Layered Oxide for High-Performance Sodium-IonBatteries", Nano Energy, 94(2022)106958.)
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