使用二维探测器对叠层锂离子电池进行原位测量

导言

为了开发具有高容量，高可靠性和长寿命的锂离子二次电池，需要对电极材料在充放电过程中的稳定性进行评估。叠层电池附件可以在保持样品温度恒定的同时，复现高速充放电过程，并同时允许收集透射X射线衍射图像。使用这种附件配合搭载Mo X射线源和每秒可收集多达131个衍射图像的二维探测器的X射线衍射仪，可以观察到电池内部发生的快速相变。

测量和分析实例

图1为叠层电池附件和二维探测器的照片。正极材料为磷酸铁锂(LiFePO)。在2C/1C的充放电条件下，重复使用10秒的曝光时间进行测量(此处1C表示电池在一小时内完全充放电时的电流强度。例如:2C的充电是在0.5小时内完成，0.5C的放电则是在2小时内完成)。图2显示了在充电过程中观察到的二维衍射图像。在以虚线标示的区域内，观察到了FePO4和LiFePO,的特征衍射信号。图3显示了图2中标示区域的彩色瀑布图，电压图以及FePO4和LiFePO4的衍射峰强度。实验结果确认了电极材料恢复到了测量开始前的相同晶相。

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