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▲硅内标法X射线衍射是测量石墨化度的标准方法
二、三元正极材料表征
锂离子电池的比容量、循环性能和安全性能与材料的晶体结构有密切关系,研究三元材料在不同温度状态下的稳定性及在电化学循环过程中结构变化,有助于更好理解三元材料充放电机理和电化学过程。
X射线衍射仪是专门用于分析材料晶体结构的设备,能够通过精修得到三元材料的晶胞参数和离子混排信息,在三元材料制备工艺和材料掺杂改性方面以及三元材料的原位高温热性能等方面广泛应用。
三、电芯失效分析
锂离子电池在使用过程中,经常由于过充、过放、短路、高温等原因造成电芯寿命减少,甚至失效。因此应用XRD技术来进行锂离子电池的热失效分析,如从燃烧的残留物进行XRD分析,初步判断失效原因。
马尔文帕纳科独有的高性能硬射线探测技术(100%工作效率的GaliplX3D矩阵探测器)可在Empyrean衍射平台上使用硬射线XRD对软包结构锂电池和商用成品锂电池进行原位充放电衍射实验,从而为全电池结构的失效分析和工艺控制提供了新的重要的无损分析手段。
四、结语
XRD技术在锂离子电池正负极材料及其充放电过程中的结构变化和相转化以及锂离子电池的热失效分析等方面已有广泛应用。利用XRD计算不同石墨材料的石墨化度,从而估算克容量。采用原位XRD研究NCM在不同电压下的相变以及根据晶胞参数评估不同正极材料的安全性能。同时,从燃烧的残留物进行XRD分析,集合一些模拟实验,初步判断失效原因是由于过充、过放或者过热、内短路等因素引起的。
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