用XRD表征锂离子电池性能

宁阳采访，探索更广泛应用中的锂离子电池，并使X射线衍射进行电池性能，由Alina Shrourou，BSC进行。

锂离子电池中必须存在哪些功能，适用于汽车应用？

汽车工业中的电池必须非常耐用，并且应该有很长的循环时间。这意味着我们可以循环电池很长时间而不失去容量。电源不可避免的会有一定程度的损耗，但是损耗越少，电池越好。这是第一个重要的特性。

其次，重要的是这些大容量电池要便宜。当电池很贵的时候，人们就买不起电动汽车，所以电动汽车就不会流行。

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最终原因与电池安全和可持续性有关。由于在道路上有更多的电动汽车，汽车行业的电池安全越来越重要。电池也应该易于制作和轻松再循环。

改进汽车电池和电网应用的挑战是什么?

电池含有液体电解质，使它们非常容易发生破碎。在锂离子电池的情况下，锂是一种非常活跃的金属，因此电池制造商的最大挑战是提高安全性。这是锂离子电池汽车和电网应用的第一挑战。

请突出对研究阴极材料的操作性道观测的重要性。欧洲杯足球竞彩

在用于研究电池的电池材料的操作扬说观察中，因为它们在使用电池时提供有关阴极和阳极材料的信息。欧洲杯足球竞彩

此前，研究人员通过进行非原位实验对电池材料进行分类。欧洲杯足球竞彩然而，在这些类型的研究中，我们无法观察到工作状态下的材料结构或材料的工作结构。欧洲杯足球竞彩operando的观察为材料研究打开了一扇新的大门。这样，你就可以清楚地看到材料结构是如何与材料在使用时所需的属性相关联的。例如，研究人员可以看到材料在一定电压下的详细结构，或者电池材料在一定工作状态下的详细结构。欧洲杯足球竞彩

在operando实验中提供了连续的观察。你不需要把电池拆开，把材料拿出来测量，你可以在电池工作时观察材料。欧洲杯足球竞彩

如何使用XRD确定锂离子电池电极材料的性能？

我们正在使用XRD来对包括晶体结构和微观结构的材料的结构进行分类。

我们可以使用XRD研究晶体结构以确定离子位置和功能。例如，如果锂被捕获在材料的镍位点，则这种锂在电池回收过程中几乎没有执行，这导致损失电池的容量。欧洲杯足球竞彩因此，我们必须计算镍位点内捕获有多少锂离子，这是我们可以通过XRD分析确定的东西。

材料的一个主要微观结构涉及晶体尺寸，其可以使用XRD测量欧洲杯足球竞彩。通过这样做，我们可以涉及锂离子电池的性能及其微观结构，并优化其最佳性能。

请概述D8 ADVANCE的用途和特点，用于使用XRD对锂离子电池进行操作表征。

这D8推进是由Bruker制造的一种非常受欢迎的XRD仪器。研究人员使用D8前进来表征电池材料，以实现以下3个原因。欧洲杯足球竞彩首先，D8进步是测量粉末衍射图案的非常准确的仪器，并且角度精度非常高，因此我们可以获得非常精确的XRD频谱，我们可以获得精确计算结构。

其次，探测器在D8推进为您提供从电池材料获取的最佳数据质量。欧洲杯足球竞彩电池材料通常含有欧洲杯足球竞彩铁，镍，钴甚至锰，并且这些元素将产生荧光信号。D8进步配备了一个非常好的探测器，可以大大降低荧光背景。它被称为能量分散性PSD检测器，并且它可以在不使用镍过滤器的情况下去除所有荧光背景甚至k-beta信号。这将为您提供一个真正的XRD模式，具有非常低的背景和高强度。

第三，D8预付款可以配备强大的软件，称为TOPAS，它提供了材料最准确的结构细化。欧洲杯足球竞彩Topas可以单击批量处理原位数据，并将结果数据放入电子表格中。

请使用D8提前描述衍射数据收集背后的方法。

D8提前使用最受欢迎的粉末XRD方法，被称为布拉格 - 布伦塔诺几何，从电池材料获取数据。欧洲杯足球竞彩这提供了最佳衍射数据的质量。它还可以配置成具有短波长的传输模式，用于打孔单元和最终电池组的数据收集。

在电池充电或放电过程中，衍射模式如何以及为什么会有不同?

由于材料结构的变化，衍射图样也会发生变化。欧洲杯足球竞彩锂离子在电池充放电过程中移动。如果我们观察电池材料内部，当电池充电时，锂离子会从正极材料进欧洲杯足球竞彩入正极材料，这意味着一种材料会失去锂，另一种材料会获得锂。

在充电期间，阴极材料失去锂，因此物质的结构参数变化。欧洲杯足球竞彩这将导致衍射图案的峰值位置和强度的显着变化。这对于阳极材料也是如此。欧洲杯足球竞彩

EIGER 2R 500K如何补充D8 ADVANCE在收集电极性能的原位XRD数据?

这艾格尔峰2 r 500 k是一个非常新的探测器，已经实现在我们的D8衍射仪家族。这是一个大的，单光子计数探测器，灵敏度高。由于探测器的尺寸更大，我们可以更快地收集数据。如果你想给电动汽车充电，你不想等一天;你希望能够充电的时间最短，输出最大。因此，这种快速的数据收集对电池研究很重要，因为我们试图越来越快地充电和放电电池。因此，EIGER 2R 500K对于那些需要更快的仪器来表征结构变化和进行材料现场研究的客户来说非常重要。欧洲杯足球竞彩

是否有任何其他类型的电池XRD可用于表征？

XRD是一种能够表征任何结构变化的技术。现在，大多数电池制造商使用锂作为离子载体。然而，在未来，他们将使用各种不同的电池，例如钠。

钠电池在研究中越来越受欢迎，因为地球上的钠更丰富，所以这些类型的电池可以支持我们的成本效益和可持续需求。

总的来说，我认为XRD是一种技术，使我们能够更好地了解电池功能和所涉及的机制。XRD不仅对研究非常重要，而且非常重要，也很重要，也非常重要。

关于宁杨博士

在爱荷华州立大学获得材料科学与工程博士学位后，宁浩继欧洲杯足球竞彩续从事欧洲杯线上买球博士后研究，主要从事同步x射线粉末和材料单晶衍射的研究。

宁自2006年加入Bruker，在过去的9年里担任XRD应用科学家和应用团队经理。