锂电池研究中的X射线多晶衍射实验与分析方法综述

锂电池研究中的X射线多晶衍射实验与分析方法综述

论文摘要

X射线多晶衍射技术是研究晶体结构的重要手段,通过对衍射数据的分析,能够得到材料的晶胞参数、原子占位、晶粒大小、晶粒取向、应力分布等信息,对研究材料结构与性能之间的关系具有重要意义。在锂离子电池研究领域,X射线衍射技术广泛应用于材料合成、电芯检测及失效分析中的物相检测,极大地推动了电池材料的进步与发展。本文主要介绍了X射线多晶衍射基本原理与实验方法、测试过程常用参数设置、数据处理与结构精修方法,并结合实例介绍了X射线衍射技术在研究锂离子电池材料结构演化、反应机制、安全性能等方面的应用。

论文目录

  • 1 X射线衍射概述
  • 2 实验原理简介
  •   2.1 X射线与物质的相互作用
  •   2.2 衍射图谱的基本信息
  • 3 实验测试方法
  •   3.1 样品制备
  •     3.1.1 粉末样品制备
  •     3.1.2 空气敏感样品制备
  •     3.1.3 薄膜样品制备
  •     3.1.4 特殊条件下的样品制备
  •     3.1.5 单晶样品的制备
  •   3.2 测试参数的选择
  •     3.2.1 测试角度选择
  •     3.2.2 测试步长选择
  •     3.2.3 计数时间选择
  •     3.2.4 靶材选择
  •     3.2.5 狭缝选择
  •     3.2.6 滤波片选择
  •   3.3 实验过程误差引入及分析
  •     3.3.1 仪器校正
  •     3.3.2 择优取向
  •     3.3.3 样品表面平整度
  •     3.3.4 样品高度影响
  •     3.3.5 测试步长选择
  •   3.4 常用的粉末X射线衍射仪简介
  • 4 数据分析方法简介
  •   4.1 数据格式转换
  •   4.2 指标化及晶胞参数计算
  •   4.3 物相分析
  •   4.4 Rietveld精修
  •     4.4.1 基本原理
  •     4.4.2 参数修正顺序与精修终点判据
  •     4.4.3 精修实例
  •       (1) 初始结构获取
  •       (2) 数据导入
  •       (3) 参数修正
  •   4.5 晶粒尺寸及应力简单分析
  •     4.5.1 晶粒尺寸计算
  •     4.5.2 应力计算
  •     4.5.3 WILLIAMSON-HALL曲线
  • 5 原位X射线衍射实验
  •   5.1 原位实验概述
  •   5.2 材料合成过程的原位表征
  •   5.3 充放电过程中相变的原位表征
  •   5.4 电极材料热稳定性的原位表征
  • 6 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张杰男,汪君洋,吕迎春,禹习谦,李泓

    关键词: 射线衍射,多晶分析,测试方法,锂电池

    来源: 储能科学与技术 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 中国科学院物理研究所,上海大学材料基因组工程研究院,天目湖先进储能技术研究院有限公司

    基金: 国家重点研发计划新能源汽车重点专项(2016YFB0100100),中国科学院战略性先导科技专项(XDA09010000)

    分类号: TM912

    页码: 443-467

    总页数: 25

    文件大小: 2828K

    下载量: 1337

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