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　　儀景通X射線衍射(XRD)技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋰離子電池研究、生產(chǎn)和失效分析中。從原料礦物到電極材料，X射線衍射儀(XRD)是對(duì)材料中物相進(jìn)行定性和定量分析的常規(guī)手段。對(duì)于負(fù)極材料石墨，影響電池性能的重要參數(shù)石墨化度需要用XRD進(jìn)行表征；同時(shí)，X射線衍射儀(XRD)還可以通過(guò)對(duì)鋰離子電池生產(chǎn)中的負(fù)極取向程度的分析，來(lái)決定極片壓實(shí)工藝。

　　原位充放電衍射實(shí)驗(yàn)可以直接研究紐扣結(jié)構(gòu)鋰離子電池材料在充放電過(guò)程中正負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)變化和相轉(zhuǎn)化。此外，使用硬射線XRD對(duì)軟包電池進(jìn)行原位充放電實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)全電池進(jìn)行失效分析。

　　X射線衍射儀是專門用于分析材料晶體結(jié)構(gòu)的設(shè)備，能夠通過(guò)精修得到三元材料的晶胞參數(shù)和離子混排信息，在三元材料制備工藝和材料摻雜改性方面以及三元材料的原位高溫?zé)嵝阅艿确矫鎻V泛應(yīng)用。

　　原位XRD技術(shù)是分析正負(fù)極材料相變變化的有力工具。實(shí)驗(yàn)中我們采用NCM材料做陰極，用石墨做陽(yáng)極材料，做成電芯進(jìn)行原位XRD測(cè)試，將電芯逐漸從3.0V充電到4.5V，每隔一段電壓掃描一次。XRD測(cè)試采用贏洲科技公司生產(chǎn)的X射線衍射儀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：

　　從圖二圖三可以看出，隨著充電電壓的升高，正極材料NCM的(003)峰開(kāi)始向低角度偏移，此時(shí)NCM的(003)晶面間距增大，即c軸變大，當(dāng)電壓達(dá)到4.0V時(shí)達(dá)到*低值，隨后隨電壓升高又向高角度偏移；與之相對(duì)應(yīng)，(110)峰隨電壓升高向高角度偏移，中間沒(méi)有反彈趨勢(shì)，說(shuō)明(110)晶面間距減小，對(duì)應(yīng)著a軸一直變小。當(dāng)電壓大于4.4V后，003峰峰強(qiáng)變低，并開(kāi)始寬化，說(shuō)明此時(shí)晶體結(jié)構(gòu)開(kāi)始嚴(yán)重變形，晶胞中原子不能很好的規(guī)整排列，達(dá)到材料極限承受電壓。

　　另外，材料充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及相變過(guò)程對(duì)其電化學(xué)性能，特別是循環(huán)穩(wěn)定性有著重要影響。通過(guò)分析可得到晶胞參數(shù)在充放電過(guò)程中的變化圖，從而評(píng)估不同的正極材料引起的鋰離子電池體積膨脹，為鋰離子電池的安全研究、材料選取提供可行數(shù)據(jù)和分析手段。

　　鋰離子電池在使用過(guò)程中，經(jīng)常由于過(guò)充、過(guò)放、短路、高溫等原因造成電芯壽命減少，甚至失效。因此應(yīng)用XRD技術(shù)來(lái)進(jìn)行鋰離子電池的熱失效分析，如從燃燒的殘留物進(jìn)行X射線衍射儀(XRD)分析，初步判斷失效原因。

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